基于图像处理的伪装效果分析

1、基于图像处理的伪装效果分析摘 要而随着科技的进步，对伪装技术的要求也越来越高，特别是迷 彩伪装技术，她已经成为一种对抗军事侦察和军事武器攻击的常用方法。迷彩伪装的目的，就是利用染料、涂料等转变和遮挡目标的图案及颜色，尽量减小目标和背景在特征上的对比度，从而有效的降低其被侦察设备或者观看者发觉的概率。迷彩伪装的基础和首要环节就是迷彩设计，在迷彩的设计中，要设计出具有良好伪装效果的迷彩图案，不仅要在迷彩图案的颜色上与实际背景相像，更要体现出背景的纹理特征，也就是在迷彩图案的颜色、外形及分布上都要与军事目标的背景协调全都。i1 引言伪装的含义是假装，是用以哄骗别人产生的假象，使其他人无法正确的识别目

2、标的真面目，隐真示假，为哄骗或迷惑对方所实行的各种隐蔽措施；是军队战斗保障的一项重要内容，伪装的基本原理是减小目标与背景在可见光、红外、微波等电磁波波段的散射或辐射特性上的差别，以隐蔽真实面目或降低目标的可探测特性，模拟或扩大目标与背景的这些差别，以构成假目标哄骗对方。伪装分类：一是按军事伪装的运用范围分类，可分为战略伪装、战役伪装、战术伪装；二是按伪装所应付的侦察器材分类，可以分为反雷达侦察伪装、反可见光及红外侦察伪装、反声测伪装。伪装的技术措施主要包括：自然伪装、迷彩伪装、植物伪装、人工遮障伪装、烟幕伪装、假目标伪装、灯火及音响伪装。伪装的主要作用就是尽可能使目标与背景特性相全都，伪装效果

3、评估就是测量目标与背景、或目标与目标之间识别特征的全都性。对于确定的目标和背景，伪装效果的评估结果应当具有唯一性和可重复性，传统的伪装效果评估主要接受发觉概率的因素多，测量和计算困难，误差大；由于该项指标不仅反映伪装作用，还同时受到换进、大气和观看者等其他因素影响，因此，与常规意义上的伪装效果间不存在一一对应关系， 对伪装装备争辩的指导意义不够明确。伪装效果的评估方法不行能是普适的或是万能 的，因此，有必要针对不同的应用背景来开发对应的评估方法。而随着科技的进步，对伪装技术的要求也越来越高，特别是迷彩伪装技术，她已经成为一种对抗军事侦察和军事武器攻击的常用方法。迷彩伪装的目的，就是利用染料、涂

4、料等转变和遮挡目标的图案及颜色，尽量减小目标和背景在特征上的对比度，从而有效的降低其被侦察设备或者观看者发觉的概率。迷彩伪装的基础和首要环节就是迷彩设计，在迷彩的设计中，要设计出具有良好伪装效果的迷彩图案，不仅要在迷彩图案的颜色上与实际背景相像，更要体现出背景的纹理特征，也就是在迷彩图案的颜色、外形及分布上都要与军事目标的背景协调全都。相对海空背景，典型地面背景的杂波干扰较强，因此，陆军武器装备面临的侦察威胁主要是光学、红外及雷达等波段的成像侦察。不同波段的成像原理有很大的区分，但从数学角度上，成像侦察中目标探测的基本原理是相像的，都是从二维数字矩阵中提取识别目标的特征信息。因此，目标图像特征

5、的提取和分析对伪装效果评估具有重要具有指导意义。本文正是依据这一需要，提出了一种基于图像处理的伪装迷彩图案生成方法。ii与传统的手工设计方法相比，本文的设计方法能够使生成的迷彩图案和背景想协调，从而使迷彩伪装的效果更佳。首先，对军事目标的背景图案进行预处理，接着对预处理后的图像接受金字塔图像分割的方法进行分割；其次，对处理过的图像进行彩色 canny 边缘检测，得到迷彩图案的版块外形；再次，接受颜色直方图量化的方法得到迷彩图案的主色；最终，依据设计出的迷彩版斑块的外形和迷彩图案的颜色，运用一些外部工具如photoshop，设计出最终的迷彩图案。试验表明，接受本文方法设计出的迷彩图案，能够较好的

6、与目标背景的四周环境相融合，达到良好的伪装效果。2 内容及争辩目前设计方法有两种。一种是传统设计的方法，另一种则是现代的设计方法。传统设计方法，就是有阅历的工作人员使用手工绘制的方法设计出迷彩图案。但是通过这种方法设计出来的迷彩伪装图案的人工痕迹格外明显，并且伪装图案会在很长时间内都不会消灭很大的变化，这对一些经常需要活动的物体来说是一个巨大的隐患，由于无法使伪装图案完善适合各种简单背景。更严峻的问题是此种设计方法主观性太强，无法客观正确的生疏此设计方法设计的伪装效果局限性。随着计算机技术的飞速进展，借助计算机技术来进行迷彩伪装的设计已经成为一种必定趋势。所谓现代的迷彩设计方法， 就是运用计算

7、机来进行迷彩的设计和争辩，计算机的介入在伪装迷彩的设计上有无可取代的优势。首先，在效率上，计算机介入的方法比传统的设计方法速度要快，这样就使迷彩设计变得相对简洁；其次，计算机技术在迷彩设计中能够客观的从背景图像动身， 从而避开了传统设计方法中过于主观的缺点，这样伪装迷彩设计的质量就会在根本上得到转变，这在要求精确度格外高的军事领域是格外关键的；最终，计算机的介入让伪装效果在虚拟环境中显现，从而缩小了伪装迷彩的风险。2.1 图像处理技术在伪装迷彩设计中的应用近几年来，图像处理技术在军事工程方面也得到格外广泛的应用。在红外图像边缘处理中引入图像处理技术，其中主要是针对红外自动目标识别提出了相关的边

8、缘提取方法，这种方法的主要目的是提取出红外图像中要识别目标的外部四周边缘的具体信息， 其中不包括目标外围轮廓以内的细节信息。试验结果显示，文中所提出的算法能够精确地提取红外图像中目标奋斗边缘信息，而且还能够满足红外目标自动识别的实际需求。31本文将依据图像处理技术应用于变小迷彩的设计中，依据变形迷彩伪装技术的相关理论学问，结合人类视觉原理，运用数学工具和数字图像处理技术等相关基础理论学问，供应一种有效的、并且可行的变形迷彩伪装技术的设计方案。文献通过运用小波特征系数的方法来计算纹理相像度，从而对军事伪装效果进行评价。试验数据表明，试验小波浪理相像度的方式，科技量化的对迷彩伪装的有效度进行反映，

9、这样得到的伪装效果分析评价的精确性更高。2.2 主要争辩内容本文的主要争辩内容包括：首先，利用图像分割中边缘检测技术对背景图像进行边缘特征提取，以其作为迷彩伪装图案版块外形设计的参考；其次，提取背景图像中的主要代表色，用来确定迷彩图案颜色的设计方案；最终结合背景纹理生成与背景相协调的迷彩图案，并对所生成的迷彩图案进行修改检测。即本文的主要分三大部分：背景边缘特征提取、背景主色提取、迷彩图案的生成和伪装效果监测，具体说明如下：背景边缘特征提取：分为两部分，首先，对背景图像进行预处理，以便于提高图像识别的速度和识别的精确率；其次，接受图像分割中的边缘检测方法，将背景图像进行边缘特征提取，得到背景图

10、像的背景斑块图，并且把背景斑块图与迷彩斑块的要求进行到底，把最终得到的背景斑块图案作为迷彩斑块外形。背景主色提取：主要是对背景图像的颜色进行分析，从而得到背景的主要代表颜色，并将得到的背景主要颜色和迷彩军标中轨道的迷彩的标准颜色进行到底，从而确定迷彩图案设计中迷彩的颜色。迷彩图案生成和伪装效果监测：在该部分中，首先依据从背景图像分析中得到的迷彩图案版块外形和迷彩图案颜色设计迷彩图案；其次对生成的迷彩图案进行伪装效果检测。3 对伪装效果的度量3.1 颜色相像度的度量表征颜色信息需要选择恰当的颜色空间模型，hsi 模型反映颜色的色调（h）、饱和度（s）和亮度（i）三种特征，与人的视觉特性比较接近，

11、更能体现出颜色和亮度的差异，接受 hsi 模型，背景颜色的分布特征可由基于 hsi 模型的颜色直方图得到，即统计各种颜色在颜色直方图中消灭的频数。为削减运算量，依据人眼的视觉特性将hsi31空间的颜色进行量化，归类到较少数目的颜色区间内。文中把 hsi 空间的值域 h、s、i分别依据 12、5、5 个区间进行量化，量化后的色调、饱和度和亮度值分别为h、s、i。量化完成后，将 hsi 空间分成l=300 个颜色区间，将 3 个颜色重量h、s、i 合成一个特征量q，即q = qsqih + qis + i(2)其中，qs = 5，qi = 5，q1，299，对每一个颜色区间，q 的值是唯一的。计算特征量q 的一维直方图（即量化颜色直方图），横轴表示颜色区间（q，q = 0，1,2，.，299），纵轴表示各个区间内颜色的像素点数h q ，如图1. 较好的伪