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高动态范围红外成像技术研究进展及发展趋势
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作者 粟宇路 李泽民 +4 位作者 王鑫 丁留琼 姜海 李林 杨帆 《激光与红外》 北大核心 2025年第1期10-17,共8页
随着红外技术的发展,红外相机被越来越多地应用到军事、安防、医学、农业等领域。由于红外场景具有辐射差异大的特点,为适应各种场景需要,通常要求红外相机具有高动态范围成像性能。本文介绍了近二十年来国内外公开报道的典型的高动态... 随着红外技术的发展,红外相机被越来越多地应用到军事、安防、医学、农业等领域。由于红外场景具有辐射差异大的特点,为适应各种场景需要,通常要求红外相机具有高动态范围成像性能。本文介绍了近二十年来国内外公开报道的典型的高动态范围红外成像技术的基本原理及其特点。基于当前技术的发展现状,本文也预测了高动态范围红外成像技术在今后一段时期内的发展趋势。 展开更多
关键词 红外成像 动态范围 超帧 读出集成电路
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高动态范围图像采集技术在汽车设计中的应用研究
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作者 张红宇 袁健程 +1 位作者 刘欣悦 王冰铖 《汽车文摘》 2025年第1期41-46,共6页
针对汽车造型设计评审中对虚拟场景真实感、多样化与汽车使用场景表现的需求,基于高动态范围(HDR)图像采集技术进行研究。介绍了HDR图像在汽车设计评审中的应用现状,结合造型可视化设计在实时渲染领域的研究成果,提出了一套完整的、针... 针对汽车造型设计评审中对虚拟场景真实感、多样化与汽车使用场景表现的需求,基于高动态范围(HDR)图像采集技术进行研究。介绍了HDR图像在汽车设计评审中的应用现状,结合造型可视化设计在实时渲染领域的研究成果,提出了一套完整的、针对汽车评审用途的采集制作高品质数字场景的理论和技术方案。结果表明:设计团队通过自主掌握HDR图像采集技术,可根据造型评审需求制作拟真的数字场景,显著提高设计评审中虚拟环境的真实感与多样化,同时可生动表现汽车的使用情景,有效提升了设计评审的效率。 展开更多
关键词 动态范围图像 全景图 基于图像的照明 扩展现实 VR XR
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高动态范围(HDR)技术综述 被引量:7
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作者 孙婧 徐岩 +2 位作者 段绿茵 雷志春 李文元 《信息技术》 2016年第5期41-45,49,共6页
高动态范围技术由于能够提供更多亮度和细节信息,近年来已逐渐成为国内外热点研究领域。文章主要从高动态范围成像、合成以及显示等方面论述、分析了高动态范围技术的研究现状,对主要研究算法总结并分析了其优缺点,分析了高动态范围技... 高动态范围技术由于能够提供更多亮度和细节信息,近年来已逐渐成为国内外热点研究领域。文章主要从高动态范围成像、合成以及显示等方面论述、分析了高动态范围技术的研究现状,对主要研究算法总结并分析了其优缺点,分析了高动态范围技术的发展趋势,并给出了提高显示器动态范围的软件、硬件方案。 展开更多
关键词 动态范围技术 hdr成像 hdr合成 hdr显示
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基于自适应多曝光融合的高动态范围表面测量方法 被引量:3
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作者 雷经发 谢浩然 +3 位作者 李永玲 吴东 张淼 赵汝海 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期173-182,共10页
为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化。首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面... 为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化。首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面反射率不同的区域分为若干组,分别计算出每个组别的最佳曝光时间;在此基础上,拍摄不同组别对应最佳曝光时间下投射白光和条纹的图像,并去除图像中超过设定阈值的高灰度值区域,再将投射白光处理后的图像制作成掩模图,与相同曝光时间下投射条纹处理后的图像相乘,进而对多组相乘后的图像进行亮度压缩与融合;最后,通过CLAHE算法提高融合后所生成条纹图的对比度与清晰度,并对条纹解相后进行点云重建和尺寸测量。实验结果表明:文中方法中自适应曝光相较于手动曝光具有高效性和准确性,U型卡、连接块、圆盘三个高动态范围表面物体的点云重建率分别高达99.98%、99.74%、99.76%,测量出的标准块阶梯高度差绝对误差为0.062 mm,相对误差仅为0.69%,该方法有效解决了高动态范围表面物体测量时点云缺失的问题,提高了三维轮廓的测量精度。 展开更多
关键词 动态范围表面物体 自适应曝光时间 多曝光融合技术 三维轮廓检测
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自适应平台直方图高动态范围红外图像显示方法 被引量:1
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作者 朱金华 李科 +4 位作者 邵先军 孙子林 王少华 李特 姜凯华 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1086-1089,共4页
针对不同场景高动态范围红外图像的自适应显示方法问题,提出了一种基于图像分割的自适应平台直方图显示方法,首先进行图像分割,再根据分割结果讨论平台阈值的选取,并分析了平台阈值的选取依据。试验结果表明本文方法对不同场景均获得了... 针对不同场景高动态范围红外图像的自适应显示方法问题,提出了一种基于图像分割的自适应平台直方图显示方法,首先进行图像分割,再根据分割结果讨论平台阈值的选取,并分析了平台阈值的选取依据。试验结果表明本文方法对不同场景均获得了良好显示效果,具备实用性。 展开更多
关键词 红外图像 动态范围 平台直方图 自适应平台值
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高动态范围(HDR)技术标准与我国的行标制定情况 被引量:5
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作者 潘晓菲 《有线电视技术》 2018年第1期19-21,共3页
高动态范围技术涉及电视节目的采集制作和播出分发等众多环节,技术路线的选择对庞大的终端消费电子市场影响巨大,高动态范围技术的标准化已成为业界热点。本文介绍了高动态范围技术国际标准化的现状以及我国广播电视行业标准的相关制定... 高动态范围技术涉及电视节目的采集制作和播出分发等众多环节,技术路线的选择对庞大的终端消费电子市场影响巨大,高动态范围技术的标准化已成为业界热点。本文介绍了高动态范围技术国际标准化的现状以及我国广播电视行业标准的相关制定情况。 展开更多
关键词 动态范围 非线性转换函数 hdr 元数据 标准化
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一种高帧频大动态范围像素级数字化读出电路设计 被引量:1
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作者 陈奕璇 李敬国 《红外》 CAS 2024年第6期26-34,共9页
与短波和中波器件相比,长波红外探测器具有较大的光电流和暗电流,故需要强大的电荷存储能力。而使用传统的模拟像元读出电路技术会严重受限于电荷存储能力,使得长波探测器的动态范围和信噪比难以提升,从而制约着长波红外成像系统的发展... 与短波和中波器件相比,长波红外探测器具有较大的光电流和暗电流,故需要强大的电荷存储能力。而使用传统的模拟像元读出电路技术会严重受限于电荷存储能力,使得长波探测器的动态范围和信噪比难以提升,从而制约着长波红外成像系统的发展和应用。提出一种像素级数字读出电路技术,通过数字积分克服了传统模拟积分方案电荷存储能力受限的缺陷,实现了探测器的数字信号输出,能够极大提高探测器的动态范围、抗干扰能力和帧频。该技术是提升长波探测器性能的有效途径。基于该技术设计了一款像元间距为30 m的320×256数字读出电路,其输出以低压差分信号(Low Voltage Differential Signal,LVDS)方式传输。仿真结果显示,该电路的最高帧频可达1000 Hz,动态范围大于95 dB。 展开更多
关键词 读出电路 像素级 数字化 帧频 动态范围
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基于深度学习的显著运动下高动态范围图像重建的研究 被引量:1
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作者 黄天鑫 姜竹青 +1 位作者 贾梦珍 郑栀芯 《广播与电视技术》 2024年第7期30-33,共4页
高清直播业务在广电行业中举足轻重,但是存在不同强度光照以及人物运动导致直播画面不清晰和亮度不自然的问题,本文提出了一种基于深度学习技术的方法,可应用于显著运动下的高动态范围图像重建。实验结果表明,该方法不仅改善了画面清晰... 高清直播业务在广电行业中举足轻重,但是存在不同强度光照以及人物运动导致直播画面不清晰和亮度不自然的问题,本文提出了一种基于深度学习技术的方法,可应用于显著运动下的高动态范围图像重建。实验结果表明,该方法不仅改善了画面清晰度,还解决了亮度不均和运动模糊等问题,进一步提升了用户的直播观看体验。此外,该方法还大幅降低了模型计算成本,为智能高清直播技术的进一步推进提供了有力支持。 展开更多
关键词 动态范围图像重建 深度学习 显著运动图像 HSV颜色空间
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4K HDR高动态范围制作技术 被引量:4
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作者 陈红 《影视制作》 2017年第7期16-28,共13页
近几年来随着影视行业4K超高清技术的推进,影像基础参数从五个维度全面提升,带动全行业硬件设备系统更新换代。在分辨率(2K→4K)、帧率(50i→50p)、色域(BT.709→BT.2020)、量化深度(8it→10bit)、动态范围(10档→14档光圈)... 近几年来随着影视行业4K超高清技术的推进,影像基础参数从五个维度全面提升,带动全行业硬件设备系统更新换代。在分辨率(2K→4K)、帧率(50i→50p)、色域(BT.709→BT.2020)、量化深度(8it→10bit)、动态范围(10档→14档光圈)五个维度的扩展中,高动态范围HDR技术在4K分辨率的基础上,大幅提升图像呈现度,2016年成为市场热点,从拍摄制作到显示传输广受关注,今年美国NAB大会,高动态范围功能在系统设备中得到广泛支持,HDR技术和工作流程走向实用。HDR与同期热点4KIP技术不同,它不关乎系统构架、工作方式、交互方式的改变,相对于标准动态范围SDR图像,是纯粹的画面品质的提升,HDR明亮艳丽颠覆以往的视觉体验,带来一眼望去就难以忘怀的惊艳感受。 展开更多
关键词 动态范围 hdr 清技术 影视行业 基础参数 系统构架 帧率 视觉体验 亮度值 元数据信息
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HDR高动态范围影像的合成 被引量:2
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作者 周令非 《现代电影技术》 2014年第4期20-25,共6页
HDR高动态范围影像需要合成处理。HDR高动态范围影像由至少两组不同曝光的画面构成。为了让这些不同曝光的画面显示在10bit、12bit甚至16bit的图像通道中,我们需要用特殊的叠加方式合成这些图像。另外,尤其在多机HDR方案中,多组动态影... HDR高动态范围影像需要合成处理。HDR高动态范围影像由至少两组不同曝光的画面构成。为了让这些不同曝光的画面显示在10bit、12bit甚至16bit的图像通道中,我们需要用特殊的叠加方式合成这些图像。另外,尤其在多机HDR方案中,多组动态影像的对齐也是不可或缺的核心技术(见图1)。 展开更多
关键词 hdr 动态范围合成 图像对齐 hdrx
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一种新型高动态范围CMOS图像传感器结构设计 被引量:2
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作者 乔劲轩 魏经纬 《集成电路应用》 2024年第6期14-15,共2页
阐述一种新型的高动态范围CMOS图像传感器结构。在新型CMOS图像传感器中,像素包括两个具有不同感光灵敏度的光电二极管以及多个电荷-电压转换增益档位,列电路具有多个模拟电压增益档位。根据该结构和读出方法,对每个像素只进行一次信号... 阐述一种新型的高动态范围CMOS图像传感器结构。在新型CMOS图像传感器中,像素包括两个具有不同感光灵敏度的光电二极管以及多个电荷-电压转换增益档位,列电路具有多个模拟电压增益档位。根据该结构和读出方法,对每个像素只进行一次信号电压的读取,可以显著缩短行读出时间,进而提高帧率。 展开更多
关键词 CMOS图像传感器 动态范围 增益自适应 帧率
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高动态范围(HDR)标准化现状研究 被引量:7
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作者 周芸 郭晓强 潘晓菲 《广播与电视技术》 2017年第12期25-27,共3页
高动态范围(HDR)是超高清电视的重要技术指标之一,与现有的电视系统相比,HDR系统提供更接近人眼可感知的动态范围,能更真实的将自然场景进行呈现。国内外标准化组织都积极开展了HDR相关标准化工作,涉及到节目制作、编码、传输、解码、... 高动态范围(HDR)是超高清电视的重要技术指标之一,与现有的电视系统相比,HDR系统提供更接近人眼可感知的动态范围,能更真实的将自然场景进行呈现。国内外标准化组织都积极开展了HDR相关标准化工作,涉及到节目制作、编码、传输、解码、显示和接口等各个技术环节。本文重点介绍HDR电视系统基本定义,并跟踪研究了国内外HDR标准化进展情况。 展开更多
关键词 动态范围 标准动态范围 标准
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高动态范围视频的多曝光图像序列快速融合 被引量:4
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作者 朴永杰 徐伟 +1 位作者 王绍举 陶淑苹 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1032-1041,共10页
使用多次曝光法进行高动态范围视频获取时,需要将多幅低动态范围(LDR)图像进行快速融合,并满足视频融合系统的实时性要求。本文提出了一种改进的快速多分辨率塔形分解融合算法,在不降低原有算法融合质量的前提下极大减少计算量。算法分... 使用多次曝光法进行高动态范围视频获取时,需要将多幅低动态范围(LDR)图像进行快速融合,并满足视频融合系统的实时性要求。本文提出了一种改进的快速多分辨率塔形分解融合算法,在不降低原有算法融合质量的前提下极大减少计算量。算法分别从金字塔分解卷积核、高斯系数扩展插值方法、拉普拉斯系数融合规则、高斯系数融合规则等方面进行改进,简化了塔形分解、融合和重构过程。该方法应用在某运载火箭视频采集系统中,实验结果表明,该改进算法稳定性强,融合质量高,并极大地减少了计算量,运算速度提高了10倍以上,在TMS320DM642DSP上一帧512×512图像的融合时间约为8.9ms,满足25fps高动态范围视频融合的实时性要求。 展开更多
关键词 动态范围视频 hdr 多曝光 图像融合 塔形分解
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高动态范围数字相机sRGB色彩空间颜色管理 被引量:8
14
作者 郭惠楠 曹剑中 +2 位作者 王华 张建 杨洪涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第B12期238-242,共5页
数字成像设备在传输、显示图像时需要进行设备的特性化处理,该过程是设备颜色管理中的重要环节。为了保证输出图像的色彩复现能力,高动态范围数字相机需要根据设备自身特性进行特性化。现有特性化过程一般针对8位数字相机,并且转换矩阵... 数字成像设备在传输、显示图像时需要进行设备的特性化处理,该过程是设备颜色管理中的重要环节。为了保证输出图像的色彩复现能力,高动态范围数字相机需要根据设备自身特性进行特性化。现有特性化过程一般针对8位数字相机,并且转换矩阵的标定较为复杂,容易产生系统误差,矩阵精度易受影响。针对上述问题,提出了一种高动态范围彩色数字相机颜色管理方法,利用相机输出图像与被摄目标的色彩属性建立了RGB色彩空间到CIE1931 XYZ色彩空间的映射关系,并采用最小二乘拟合法对映射矩阵进行标定,最终将相机的RGB色彩空间转换至s RGB标准色彩空间,解决了高动态相机的特性化问题。实验证明,该方法操作简单,设备通用性较强,拟合均方误差优于0.08,具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 机器视觉 动态范围 颜色管理 数字相机
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高帧频大动态范围CMOS图像传感器时序控制电路的设计与实现 被引量:11
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作者 陈敏思 姚素英 +4 位作者 赵毅强 张生才 李树荣 徐江涛 王天盛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1922-1925,共4页
本文主要论述了CMOS图像传感器时序控制电路的系统设计和实现方法 .针对双采样结构的图像传感器 ,分析了常用的并行式曝光方式和滚筒式曝光方式两种时序控制方法及其具体实现过程 ,并根据时序控制电路的功能仿真和在FPGA上的验证结果 ,... 本文主要论述了CMOS图像传感器时序控制电路的系统设计和实现方法 .针对双采样结构的图像传感器 ,分析了常用的并行式曝光方式和滚筒式曝光方式两种时序控制方法及其具体实现过程 ,并根据时序控制电路的功能仿真和在FPGA上的验证结果 ,对二者进行了比较 。 展开更多
关键词 CMOS图像传感器 时序控制 帧频 动态范围
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一种高动态范围显示系统的设计 被引量:7
16
作者 黄炳乐 郭太良 +1 位作者 姚剑敏 郭碧辉 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期906-910,共5页
随着技术的进步,图像传感器可以轻松地获得高动态范围图像,而传统显示设备的显示范围只有100∶1。目前采用投影仪、发光二极管阵列等双屏结构的高动态范围显示系统存在体积庞大、局部对比度低等缺点。据此提出采用场致发射背光源,利用... 随着技术的进步,图像传感器可以轻松地获得高动态范围图像,而传统显示设备的显示范围只有100∶1。目前采用投影仪、发光二极管阵列等双屏结构的高动态范围显示系统存在体积庞大、局部对比度低等缺点。据此提出采用场致发射背光源,利用图像分割算法,完成高动态范围图像的显示。文章提出的系统具有提高高动态范围液晶显示器的局部对比度与减淡光晕的优点,实验结果表明,文中的场致发射背光结构的局部对比度提高到近65 025∶1,具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 动态范围 对比度 图像灰度分割 场致发射背光源
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用于视觉假体的新型高动态范围图像传感器像素单元电路设计 被引量:5
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作者 隋晓红 高勇 +2 位作者 赵阶喜 杨媛 任秋实 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1800-1804,共5页
针对于视觉假体的应用领域,本文提出了一种新型的高动态范围的CMOS图像传感器(CMOS ImageSensor,CIS)像素单元电路.该电路采用了列共用单元的条件溢出电容和多次积分技术,大大提高了图像传感器的动态范围,同时使其在低光照时保持较高的... 针对于视觉假体的应用领域,本文提出了一种新型的高动态范围的CMOS图像传感器(CMOS ImageSensor,CIS)像素单元电路.该电路采用了列共用单元的条件溢出电容和多次积分技术,大大提高了图像传感器的动态范围,同时使其在低光照时保持较高的灵敏度和信噪比.采用了特许半导体公司的0.35μm CMOS工艺参数对该电路进行了仿真,结果表明所设计的电路比普通四晶体管有源像素传感器(4 Transistor Active Pixel Sensor,4T APS)电路的动态范围提高了约62dB,并且在低光照时保持了普通4T APS的高信噪比和灵敏度的特点. 展开更多
关键词 视觉假体 图像传感器 动态范围 条件溢出电容
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基于多幅不同曝光量照片的场景高动态范围图像合成 被引量:15
18
作者 华顺刚 王丽丹 欧宗瑛 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期678-682,共5页
提出了一种恢复相机成像系统光照响应曲线,合成场景高动态范围图像的方法.在满足光学成像系统相反法则的前提下,利用多幅同一场景不同曝光量的照片图像,结合最小二乘原理和B样条函数拟合方法,恢复了相机的光照响应曲线,获得图像中像素... 提出了一种恢复相机成像系统光照响应曲线,合成场景高动态范围图像的方法.在满足光学成像系统相反法则的前提下,利用多幅同一场景不同曝光量的照片图像,结合最小二乘原理和B样条函数拟合方法,恢复了相机的光照响应曲线,获得图像中像素值与曝光量之间的映射关系,进而将不同曝光量的场景照片图像融合成一幅高动态范围图像.图像中的像素值与场景中对应点的真实亮度值成正比,扩大了场景图像的表示范围,增加了场景图像中高亮区和暗区的细节特征.实验表明,合成的高动态范围图像效果满意. 展开更多
关键词 动态范围图像 响应曲线 亮度 照度 曝光量
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基于颜色视觉的高动态范围图像压缩算法 被引量:10
19
作者 万晓霞 谢德红 +1 位作者 甘朝华 张婧 《中国印刷与包装研究》 CAS 2009年第1期53-59,共7页
高动态范围图像的亮度动态范围远远超过目前的显示设备所能显示的水平,为了适应这些显示设备输出视觉感知与真实场景相对一致的图像,需要把高动态范围(HDR)图像压缩成低动态范围(LDR)的图像。无论什么压缩算法,都会使图像阶调细节产生... 高动态范围图像的亮度动态范围远远超过目前的显示设备所能显示的水平,为了适应这些显示设备输出视觉感知与真实场景相对一致的图像,需要把高动态范围(HDR)图像压缩成低动态范围(LDR)的图像。无论什么压缩算法,都会使图像阶调细节产生一定的丢失,同时图像的颜色也会发生不同程度的偏离。尽管各种阶调映射(tone-mapping)算法在减少阶调细节损失方面做出了一定的贡献,但是它们几乎都没有考虑压缩所导致的图像颜色在视觉上的变化。本文提出一个基于人眼颜色视觉的高动态图像的压缩算法,该算法可保持图像细节和颜色在视觉上的恒定性。 展开更多
关键词 动态范围 颜色视觉 细节 颜色 显示
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大动态范围、高灵敏度红外焦平面数字像元读出电路技术(特邀) 被引量:7
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作者 陈楠 张济清 +4 位作者 毛文彪 李雄军 宋林伟 高玲 姚立斌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期11-21,共11页
长波红外探测器一直以来受到读出电路电荷存储容量的限制,导致信噪比、动态范围和灵敏度都难以提升,制约了长波红外成像系统的发展和应用。文中对比分析了模拟像元和数字像元读出电路技术,介绍了数字像元焦平面的发展现状和主要架构。... 长波红外探测器一直以来受到读出电路电荷存储容量的限制,导致信噪比、动态范围和灵敏度都难以提升,制约了长波红外成像系统的发展和应用。文中对比分析了模拟像元和数字像元读出电路技术,介绍了数字像元焦平面的发展现状和主要架构。采用脉冲频率调制方案设计了384×288(25μm)和256×256 (30μm)两款数字像元读出电路,其中比较器设计提高了功耗效率和强壮性,并耦合碲镉汞探测器形成长波数字焦平面探测器组件进行测试,结果与国内外相关工作进行比较分析,峰值噪声等效温差分别达到3.4 mK和1.9 mK,动态范围达到96 dB。测试结果表明,数字像元技术显著提升了长波红外焦平面的灵敏度和动态范围,是提高红外探测器性能的有效途径。 展开更多
关键词 红外焦平面 读出电路 数字像元 灵敏度 动态范围
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