[發明專利]基于實測紅外成像數據的目標與背景融合仿真方法

有效

• 申請號: 201811309985.0
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109447932B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 王曉蕊;李珂;李祉涵;袁航;張俊雅
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于實測紅外成像數據的目標與背景融合仿真方法，其特征在于，計算模擬紅外成像系統中模擬目標的紅外特征，融合模擬目標與背景的紅外特征，該方法的步驟包括如下：

(1)拍攝紅外圖像：

使用紅外成像系統探測器對目標與背景分別進行拍攝，得到包含紅外圖像成像像素個數和輻射亮度的紅外特征的目標與背景兩幅紅外圖像；

(2)利用目標尺寸公式，計算目標紅外圖像中的目標的實際尺寸；

(3)利用目標輻射亮度公式，計算目標紅外圖像中目標產生的紅外特征的輻射亮度；

(4)分離紅外圖像中的目標紅外圖像：

使用圖形處理軟件將目標紅外圖像中的目標，從包含紅外圖像成像像素個數和輻射亮度的紅外特征的目標紅外圖像中分離出來；

(5)計算模擬紅外成像系統中模擬目標的紅外特征：

(5a)當改變模擬目標與模擬紅外成像系統探測器之間距離，模擬目標被模擬紅外成像系統探測器接收紅外特征的輻射亮度不變的情況下，利用模擬紅外成像系統成像像素個數公式，計算模擬目標在模擬紅外成像系統中的成像像素個數；

(5b)當改變模擬目標與模擬紅外成像系統探測器之間距離，模擬目標在模擬紅外成像系統中的成像像素個數不變的情況下，利用模擬紅外成像系統探測器接收輻射亮度公式，計算模擬目標被模擬紅外成像系統探測器接收的紅外特征的輻射亮度；

(5c)當改變模擬目標與模擬紅外成像系統探測器之間距離，模擬目標在模擬紅外成像系統中的成像像素個數與被模擬紅外成像系統探測器接收的輻射亮度均改變的情況下，按照下式，計算模擬紅外成像系統坐標系中模擬目標的每個成像像素的輻射亮度：

其中，L_{模擬_u}(i,j)表示模擬目標的第u個成像像素在模擬紅外成像系統坐標系中坐標為(i,j)處的輻射亮度，∑表示累加操作，L_{b_模擬_v}(R_模擬)(p,q)表示改變模擬目標與模擬紅外成像系統探測器之間距離，模擬目標在模擬紅外成像系統中的成像像素個數不變的情況下，模擬目標的第v個成像像素在模擬紅外成像系統坐標系中坐標為(p,q)處的輻射亮度，k為m₁與n₁的比值，g為m₂與n₂的比值，m₁，m₂分別表示目標紅外圖像中的目標在紅外成像系統平面坐標中的x軸方向和y軸方向的成像像素個數，n₁，n₂分別表示模擬目標與模擬紅外成像系統探測器之間距離改變后，模擬目標在模擬紅外成像系統平面坐標中的x軸方向和y軸方向的成像像素個數；

(6)融合模擬目標與背景的紅外特征：

將包含紅外圖像成像像素個數和輻射亮度的紅外特征的背景紅外圖像，導入到模擬紅外成像系統中，將模擬目標的紅外特征放置到背景的紅外特征中，得到模擬目標與背景融合后的紅外特征；

(7)輸出模擬目標與背景融合的紅外仿真圖像：

(7a)在模擬紅外成像系統中將模擬目標與背景融合后紅外特征中的每個紅外圖像成像像素處的輻射亮度值轉換為電壓值；

(7b)利用成像像素灰度值公式，計算融合后的紅外圖像每個成像像素的灰度值。

2.根據權利要求1所述的基于實測紅外成像數據的目標與背景融合仿真方法，其特征在于，步驟(2)中所述的目標尺寸公式如下：

其中，A，B分別表示目標紅外圖像中的目標在平面坐標中的x軸方向和y軸方向的實際尺寸，m₁，m₂分別表示目標紅外圖像中的目標在紅外成像系統平面坐標中的x軸方向和y軸方向的成像像素個數，·表示相乘操作，d表示紅外成像系統探測器的像元寬度，h表示紅外成像系統探測器的像元高度，R表示紅外成像系統探測器與實測目標的距離，f表示紅外成像系統探測器焦距。