[發明專利]基于紅外半實物仿真系統的非均勻性校正方法

有效

• 申請號: 201710361660.6
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107203150B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 黃曦;王靜;陳偉;張建奇;吳鑫
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 61205 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發明公開了一種基于紅外半實物仿真系統的非均勻性校正方法，主要解決現有方法實時性差和穩定性不高的問題。其實現方案為：1、采集連續灰度的紅外圖像；2、分別找出圖像中最大、最小能量值所對應的灰度值；3、對灰度值及所對應的能量值進行曲線擬合并得到灰度重排數組；4、根據灰度重排數組獲得每個像素點的重排能量；5、對重排能量進行曲線擬合得到擬合直線；6、根據擬合直線和灰度重排數組計算每個灰度值處的校正灰度。本發明能夠校正紅外半實物仿真系統采集的所有灰度值的紅外圖像，對全灰度段的紅外圖像進行非均勻性校正，提高了校正的實時性與穩定性，可用于光電場景仿真、半實物系統驗證和合成圖像評估。

技術領域

本發明屬于非均勻性校正技術領域，特別涉及一種紅外半實物仿真系統的非均勻性校正方法，可用于光電場景仿真、半實物系統驗證和合成圖像評估。

背景技術

系統仿真技術是以相似原理、信息技術、系統理論及其應用領域有關的專業技術為基礎,以計算機和各種物理效應設備為工具,利用系統模型對實際的或設想的系統進行實驗研究的一門新興綜合性技術。而半實物仿真是指在仿真試驗系統的仿真回路中接入部分實物的實時仿真。它為進行實際系統的研究、分析、決策、設計,以及對專業人員的培訓提供了一種先進的方法,增加了人們對客觀世界內在規律的認識能力,有力地推動了那些過去以定性分析為主的學科向定量化方向仿真。

然而紅外半實物仿真系統的紅外輻射源由于是由一個黑體或并列多個黑體構成，存在空間范圍內的紅外輻射強度不均勻的情況；此外在輸入為相同值的情況下，由于DMD陣列中單個像素元的響應參數存在微小差異，使得最終輸出的紅外圖像的輻射強度是非均勻的。由于紅外半實物仿真系統的非均勻性校導致仿真出來的紅外場景失真，所以對其進行非均勻性校正顯得尤為重要。

目前已有多種紅外半實物仿真系統出現的非均勻性校正技術。包括：溫度定標校正方法、高通濾波校正方法、人工神經校正方法。其中：溫度定標校正方法能夠實現實時的非均勻性校正，但長時間工作后需要重新定標，長時間的實時校正效果不理想；高通濾波校正方法能夠實現長時間的非均勻性校正，但需要場景處于運動狀態，不能校正靜態場景；人工神經校正方法可以跟蹤探測元的非線性變化，但不能保證校正的穩定性。

上述現有技術的共同缺點是：針對紅外半實物仿真系統硬件的非均勻性，其校正結果的穩定性和實時性不高。

發明內容

本發明的目的在于上述現有技術的不足，提出一種基于紅外半實物仿真系統的非均勻性校正方法，以提高對紅外半實物仿真系統進行非均勻性校正的實時性和穩定性。

為實現上述目的，本發明的技術方案包括如下：

(1)利用紅外半實物仿真系統采集灰度值連續的C幅紅外圖像，得到C幅紅外圖像的能量值信息，其中C＝2^s,為紅外半實物仿真系統的每個輸出像素灰度值的數據位數；

(2)根據紅外圖像的能量值信息，找出最大能量值E'_max及其所對應的最大灰度值k'_max和最小能量值E'_min及其所對應的最小灰度值k'_min；

(3)以灰度值為橫坐標，能量值為縱坐標建立直角坐標系；將(k'_min,E'_min)作為起始坐標點，(k'_max,E'_max)作為終止坐標點，并根據這兩個坐標點擬合出一條直線作為紅外圖像的理想能量直線；

(4)根據理想能量直線和能量矩陣E對能量矩陣進行重排，得到紅外圖像中每一個像素點重新排序后的灰度值數組A'；

(5)根據灰度重排數組A'，分別對每一個像素點的能量值進行重新排序得到能量重排矩陣E'，并計算紅外圖像的平均能量重排數組E_s'；