[發(fā)明專利]微光夜視儀成像系統(tǒng)效應(yīng)仿真方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710163597.5
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN108629725A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢蕓生;范夢萍;徐華;張瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06F17/50
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發(fā)明公開了一種微光夜視儀成像系統(tǒng)效應(yīng)仿真方法。該方法步驟如下：步驟1，分析微光夜視儀中像增強器的空間傳遞特性，得到微光夜視儀成像系統(tǒng)中像增強器的總調(diào)制傳遞函數(shù)計算模型；步驟2，將成像系統(tǒng)總的調(diào)制傳遞函數(shù)作用于微光夜視儀理想仿真結(jié)果，得到輸出圖像；步驟3，分析像增強器中影響像增強器調(diào)制傳遞特性的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定其中能夠改善成像系統(tǒng)空間傳遞特性的結(jié)構(gòu)參數(shù)。本發(fā)明在微光夜視儀理想仿真效果的基礎(chǔ)上，添加成像系統(tǒng)的空間傳遞特性，進而分析影響微光夜視儀成像系統(tǒng)成像質(zhì)量的結(jié)構(gòu)參數(shù)，為微光夜視系統(tǒng)的評估設(shè)計提供理論依據(jù)，同時也為微光夜視系統(tǒng)性能的改善提供了指導(dǎo)方向。

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微光成像仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種微光夜視儀成像系統(tǒng)效應(yīng)仿真方法。

二 背景技術(shù)

微光夜視技術(shù)作為當(dāng)今主要的夜視技術(shù)手段，在近十年來的幾次現(xiàn)代局部戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重要的作用，成為各國競相發(fā)展和裝備的國防關(guān)鍵技術(shù)，同樣，民用領(lǐng)域?qū)ξ⒐庖挂暭夹g(shù)的應(yīng)用需求也在不斷擴大，微光夜視儀是夜間作戰(zhàn)的眼睛，在探測、偵察、識別、跟蹤、精確制導(dǎo)、光電對抗、遠(yuǎn)距離預(yù)警等方面起著倍增武器效能的作用。因此，大力發(fā)展先進的微光夜視技術(shù)、研制高性能的新型微光夜視儀對于我國軍事力量的提升壯大具有關(guān)鍵性的作用。

計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)和視景仿真技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使得作戰(zhàn)訓(xùn)練可以通過計算機來模擬戰(zhàn)場環(huán)境，大大縮短了研制周期，提高了研制質(zhì)量，節(jié)省了研制經(jīng)費，因而計算機仿真技術(shù)能夠為設(shè)計高性能的微光成像系統(tǒng)提供明確的指導(dǎo)意義。由于微光夜視儀成像系統(tǒng)成像原理的復(fù)雜性，對微光夜視儀成像系統(tǒng)效應(yīng)進行數(shù)字仿真仍有一定的難度，因此找到一種能夠準(zhǔn)確地對微光夜視儀成像系統(tǒng)效應(yīng)進行數(shù)字建模的方法非常重要。目前，成像系統(tǒng)的建模方法主要有：光線追跡法，點擴散函數(shù)法、基于圖像像素處理法。但是，對于這些建模方法的研究大都還停留在理論層面上，其準(zhǔn)確性并未在視景仿真軟件中得到驗證。

三 發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種精確、高效的微光夜視儀成像系統(tǒng)效應(yīng)仿真方法，直接得到像增強器中影響微光成像系統(tǒng)成像質(zhì)量的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，進而為微光成像系統(tǒng)的設(shè)計與改善提供指導(dǎo)方向。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種微光夜視儀成像系統(tǒng)效應(yīng)仿真方法，包括以下步驟：

步驟1，分析微光夜視儀中像增強器的空間傳遞特性，得到微光夜視儀成像系統(tǒng)中像增強器的總調(diào)制傳遞函數(shù)計算模型；

步驟2，將成像系統(tǒng)總的調(diào)制傳遞函數(shù)作用于微光夜視儀理想仿真結(jié)果，得到輸出圖像；

步驟3，分析像增強器中影響像增強器調(diào)制傳遞特性的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定其中能夠改善成像系統(tǒng)空間傳遞特性的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

進一步地，步驟1所述分析微光夜視儀中像增強器的空間傳遞特性，得到微光夜視儀成像系統(tǒng)中像增強器的總調(diào)制傳遞函數(shù)計算模型，具體如下：

設(shè)像增強器為超二代像增強器，像增強器中的第一近貼系統(tǒng)、微通道板、第二近貼系統(tǒng)、熒光屏以及像增強器的調(diào)制傳遞函數(shù)計算公式如下：

1)第一近貼系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)：

式(1)中，L₁為第一近貼系統(tǒng)間距，單位為mm；為第一近貼系統(tǒng)的加速電壓，單位為V；ε₁為光電陰極發(fā)射電子的最大初電位，單位為V；f為圖像的空間頻率，單位為lp/mm；

2)微通道板的調(diào)制傳遞函數(shù)：

式(2)中，J₁為一階貝塞爾函數(shù)，d_c為MCP單絲直徑；

3)第二近貼系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)：