[發明專利]微光電視成像中的光暈仿真方法

在審

• 申請號: 201710673245.4
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN109308366A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 顏馨
• 申請（專利權）人: 顏馨
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種微光電視成像中的光暈仿真方法，主要解決傳統實驗研究方法代價高和效翠低的問題。其實現步驟是：(1)在基于OGRE的三維場景仿真平臺上，導入強光源和微光電視成像器件的三維模型，生成三維微光場景；(2)在三維微光場景中，根據微光電視系統內部電子運動規律、光電轉換原理和微通道板散射理論，統計到達熒光屏的電子量；(3)以到達熒光屏的電子量為依據，通過系統電壓信號轉換原理及灰度量化原理，實現光暈灰度分布的模擬。本發明精度高、適應面廣、實時性強，能實現強光源在微光電視系統中成像的精確仿真。

技術領域

本發明屬于計算機仿真技術領域，特別涉及一種微光電視成像中的光暈仿真方法，可用于強光源下的微光場景目標識別領域。

背景技術

當強光源，如路燈、車燈、照明彈等出現在微光電視系統視場內時，系統輸出圖像上該光點周圍會形成光暈。光暈上的局部強光會掩蓋周圍弱信號，直接影響系統的成像分辨率和信噪比；而且在光源尺寸、觀測距離等因素不變的同一觀測條件下，不同型號成像系統輸出圖像上光暈的尺寸不同。因此，研究光暈的定量表征及其仿真方法對于在強光源下目標的識別，圖像分辨率和信噪比的提高等都有重要的實用價值。

近年來，國內外學者對微光電視成像中的光暈主要進行了以下兩個方面的研究：(1)通過用空心管代替微通道管，在不同光源下進行實驗，分析影響系統輸出圖像中光暈的主要因素；(2)通過改變光源，改變像增強器的參數等條件進行實驗，研究影響光暈尺寸的因素。在這些文獻中，都沒有進一步研究系統輸出圖像中光暈的精確定量表征，從而造成微光電視成像仿真輸出圖像的精確度低和光源適用范圍小的問題。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種微光電視成像中的光暈仿真方法，以給出圖像中光暈的定量表征，提高微光電視成像仿真輸出圖像的精確度，擴大微光電視成像仿真光源的適用范圍。

實現本發明目的的技術解決方案是：根據微光電視成像系統光電轉換原理、微通道板散射理論來分析由強光源產生的電子運動到微通道板的運動規律；依據能量守恒定律，計算電子在微通道板表面不同運動狀態下，碰撞電子的偏移距離和每個像素位置接收的電子數；結合系統電壓信號轉換原理及灰度量化原理，計算這些電子在輸出圖像上產生的灰度值，得到這些灰度值的空間環形分布，即為光暈圖像。其實現步驟包括如下：

(1)輸入強光源和光學透鏡、光電陰極、電子透鏡、微通道板、熒光屏這些構成微光電視成像器件的標定參數，利用3Dmax軟件生成強光源和微光電視成像器件的三維模型，并將該三維模型導入基于OGRE的三維場景仿真程序中，生成微光三維場景；

(2)根據微光三維場景中的表面材質反射率ρ和背景光的光照度E，以及強光源的光亮度L，計算光學透鏡表面的光亮度L_a(i，j)，其中(i，j)為光學透鏡表面面元的二維坐標；

(3)根據光學透鏡表面的光亮度L_a(i，j)，通過光電轉換計算光電陰極表面受到光照產生的電子數n(i，j)；

(4)根據能量守恒定律，計算光電陰極表面電子經過電子透鏡到達微通道板時偏移距離s₁(i，j)；

(5)根據微通道板散射理論，計算到達微通道板的電子經過微通道板多次散射后產生的偏移距離s(i，j)；根據熒光屏像素點的二維分布，計算該偏移距離對應熒光屏的每個像素點位置(x，y)，并統計每個像素點位置所接收的電子數n_e(x，y)，其中(x，y)為熒光屏表面所有像素點的二維坐標；

(6)根據對應熒光屏的每個像素點位置所接收的電子數n_e(x，y)，通過熒光屏的電光轉換計算熒光屏上所有像素點的灰度值Gray(x，y)，這些灰度值在熒光屏表面的二維坐標中心點附近形成一種環狀分布，這種環狀分布即為光暈圖像，并輸出。

本發明與現有技術相比，具有如下顯著優點：