[發明專利]針對目標紅外自發輻射偏振特性進行仿真的方法

有效

• 申請號: 201410441396.3
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104165697A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 王琳;劉飛;韓平麗;邵曉鵬;謝巍龍;高鷹;王學恩;徐軍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00;G06F17/50
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

技術領域

本發明屬于武器爆破技術領域，更進一步涉及制導技術領域中的一種針對目標紅外自發輻射偏振特性進行仿真的方法。本發明可以有效對目標紅外自發輻射的偏振特性進行仿真，用于紅外偏振成像系統進行目標探測識別。

背景技術

紅外熱輻射的偏振信息是紅外熱輻射中除光強、相位外另一種表征目標特性的信息。目標紅外自發輻射的偏振特性受目標的材料、時間、目標所處的背景分布等多種因素影響，難以設計能夠有效利用目標偏振信息成像的紅外偏振成像系統，從而限制了偏振信息在目標探測領域的應用。

韓寧在文獻“紅外偏振成像技術研究”(南京理工大學碩士學位論文，南京，2008)中提出一種紅外偏振圖像的仿真方法。該方法首先采用圖像分割技術粗略分割出圖像中的目標，然后根據目標在垂直和水平方向上偏振特性的差異，利用現有偏振數據庫對分割后的子圖像分別乘以相應的加權系數，最后對加權后的圖像進行基于小波變換的融合得到紅外偏振圖像。該方法實現了直接應用紅外外圖像獲得紅外偏振圖像的過程，方法簡單易行。但是，該方法存在的不足是，整個仿真過程依賴于現有偏振數據庫，所得結果圖像不能對物體紅外輻射的偏振信息進行準確描述，應用該方法獲得的結果圖進行目標探測時準確度較低。

哈爾濱工業大學提出的專利申請“考慮天空光對地表反射影響的偏振遙感數據仿真方法”(申請公布號：CN10245318?A，公布日：2012-05-02)中提出一種偏振遙感數據的仿真方法。該方法的具體實施步驟為：步驟一、利用傳感器采集經目標反射的入射光源；步驟二、獲取入射光源中的太陽光輻射直接被目標反射所形成的偏振輻射亮度；步驟三、獲取入射光源中天空光輻射被目標反射所形成的偏振輻射亮度；步驟四、根據步驟二所述的太陽光輻射直接被目標反射所形成的偏振輻射亮度獲取總偏振輻射亮度；步驟五、根據步驟四所述的總偏振輻射亮度獲取受天空光影響的偏振高光譜仿真數據。該方法解決了現有偏振高光譜數據仿真技術中存在沒有考慮到天空光引起的偏振光對偏振成像的影響這一問題，但是，該方法存在的不足是：沒有考慮物體的紅外自發輻射，不能對物體紅外自發輻射的偏振特性進行準確描述。

中北大學提出的專利申請“紅外光強圖像和紅外偏振圖像增強融合方法”(申請公布號：CN103530853?A，公布日：2014-01-22)中提出一種紅外光強圖像和紅外偏振圖像增強融合的方法。該方法的具體實施步驟為：步驟一、對紅外光強圖像和紅外偏振圖像分別進行支持度變換，得到低頻圖像和支持度序列圖像；步驟二、用數學形態學的頂帽變換分別提取明亮信息和暗淡信息；步驟三、對明亮信息圖像和暗淡信息圖像增強；步驟四、對兩個最后一層的低頻平均圖像和兩增強圖像融合，得到低頻增強融合圖像；步驟五、對低頻增強融合圖像和用取大法合成的支持度序列圖像進行支持度逆變換。該方法的最終合成圖像中目標與背景的對比度增強，但是，該方法存在的不足是，由于該方法的處理過程全部直接利用現有紅外偏振成像系統獲取的圖像進行融合，不能對物體紅外輻射的偏振特性進行準確描述，容易造成融合的結果圖像中目標與背景混淆，并導致目標探測系統中虛警的產生。

發明內容

本發明目的在于克服上述現有技術的不足，提出一種針對目標紅外自發輻射偏振特性進行仿真的方法。本發明既可以準確的描述目標紅外自發輻射的偏振特性，又可以不依賴于現有偏振數據庫來識別目標。

本發明實現上述目的的思路是：首先獲取目標的材料數據，通過用這些數據計算目標的材料數據目標上任意一點的發射率并獲得該點紅外自發輻射偏振態的相干矩陣，然后用相干矩陣計算目標的材料數據目標上任意一點紅外自發輻射的偏振度，用同樣的方法獲得對比目標上任意一點的偏振度后，最后通過判斷偏振度差值的絕對值大小實現目標識別。

本發明的具體步驟如下：

(1)獲取目標材料數據：

利用阿貝折射儀，獲取一個目標的含有材料折射率n、消光系數k的目標材料數據。

(2)計算發射率：