融入视觉感知特性的数码迷彩空间混色设计方法研究

Digital camouflage has become the world's first choice of camouflage, which has much superiorer performance than traditional camouflage. Digital camouflage is providing stealth for a growing number of military targets on the battlefield. At present, domestic digital camouflage design technology is limited to existing applications in computer graphics and statistics, which is machine vision not human vision. In the design process, the factor of human visual perception are not considered, and the research and application on the color mixing rules of digital camouflage space are also lacked, that makes the effect that digital camouflage designs cannot achieve the best. This subject carries out innovative research on digital camouflage design method from the perspective of industrial design, the visual brightness perception and threshold segmentation theory are introduced into digital camouflage design, in order to construct texture feature extraction model based on visual perception; through the research on color perception of human vision attention, combined with the theory of color histogram, the color feature extraction model based on visual perception is constructed; through carrying out the spatial color mixing experiment of digital camouflage, the rule of spatial color mixing could be applied to the optimal design of digital camouflage, in order to improve the miscibility of digital camouflage patterns. The expected research results will enrich the technical system of digital camouflage design, be of great help to further enhance the effect of digital camouflage.

数码迷彩在战场上为越来越多的军事目标在战场上提供隐身保障。但是，国内数码迷彩设计技术局限于现有计算机图形图像学和统计学方面的应用，在设计过程中大多未考虑人类视觉感知特性等因素，即偏“机器视觉”而非“人类视觉”，且对数码迷彩空间混色规律方面也缺乏研究和应用，造成数码迷彩的设计效果无法达到最优化，导致伪装目标被暴露的可能性增加。本项目从工业设计角度出发，将视觉感知特性与图论阈值分割理论引入数码迷彩设计，构建融入视觉感知特性的纹理特征提取模型；通过研究人眼视觉颜色关注度对颜色特征感知的影响，结合颜色直方图理论构建融合视觉感知特性的颜色特征提取模型；开展用于数码迷彩优化设计的空间混色实验研究，总结空间混色规律并应用于迷彩设计，提高迷彩图案的易混色特性；最终形成一套融合视觉感知特性的数码迷彩空间混色设计方法。预期研究成果对于丰富数码迷彩设计技术体系，进一步提升数码迷彩伪装效果都具有重要意义。

数码迷彩在战场上为越来越多的军事目标提供隐身保障，研究数码迷彩图案设计方法具有重要的理论意义和应用前景。本课题将视觉感知理论和空间混色理论引入数码迷彩图案设计研究，旨在形成一套科学的融合视觉感知特性的数码迷彩空间混色设计方法，提高数码迷彩图案的伪装效果。.本课题的研究工作主要包括如下部分：（1）在“数码迷彩空间混色”研究方面，建立了数码迷彩空间混色表征方法，提出了空间混色的“界线效应”规律，该结论从空间混色的角度为数码迷彩图案的优化设计提供了理论支撑；构建了基于视觉传输特性的数码迷彩空间混色模型，该模型能够模拟一定距离下数码迷彩的空间混色效果，可以为后期设计方案的修改提供指导，降低施工风险，提高迷彩伪装效果；（2）在“融入视觉感知特性的迷彩设计”研究方面，提出了基于自组织特征映射神经网络的迷彩纹理提取方法，利用视觉对亮度的感知特性优化神经网络的图像分割问题，将其应用于迷彩纹理提取，取得较好效果；提出了基于视觉感知特性的数码迷彩颜色特征提取方法，将视觉颜色关注度函数引入颜色特征提取，并结合颜色直方图提取数码迷彩颜色特征，实现了更贴近人眼视觉的迷彩颜色提取效果；（3）基于上述对“数码迷彩空间混色”和“融入视觉感知特性的迷彩设计”的研究，本课题改进了传统数码迷彩设计方法，将人眼感知特性融入数码迷彩图案的纹理和颜色提取方法当中，并将归纳总结的空间混色规律应用于数码迷彩图案的优化设计，形成一套融合视觉感知特性的数码迷彩空间混色设计方法，获得的迷彩图案保留了更多的纹理和颜色细节，经混色后颜色过渡平滑自然，且混色后的迷彩图案与原始背景图像有着更高的相似性，取得了预期效果。