[發明專利]基于NURBS曲面擬合的氣動光學熱輻射效應校正方法及裝置

有效

• 申請號: 202210007948.4
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114022396B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 洪漢玉;葉國慶;時愈;張麗琴;杜敦偉;趙欣;張天序;桑農
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

本發明涉及一種基于NURBS曲面擬合的氣動光學熱輻射效應校正方法及裝置，其包括：獲取氣動熱輻射效應的退化圖像；采用高斯金字塔濾除退化圖像中的高頻成分，得到高斯金字塔頂層圖像；提取高斯金字塔頂層圖像中的像素點為NURBS曲面的擬合像素點；分別計算擬合像素點行方向與列方向的節點矢量，并利用行方向與列方向的節點矢量構建NURBS曲面的基底函數矩陣；基于NURBS曲面反算法計算NURBS曲面的控制點向量，并根據控制點向量進行曲面修正得到NURBS曲面的新權因子；建立基于NURBS曲面擬合的熱輻射效應校正模型，交替迭代估計NURBS曲面的基底函數矩陣、控制點向量，并輸出滿足預設要求的清晰圖像及熱輻射效應層圖像。本發明可以對退化圖像進行有效校正，得到清晰圖像。

技術領域

本發明涉及氣動光學圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于NURBS（Non-UniformRational BSplines，非均勻有理B樣條）曲面擬合的氣動光學熱輻射效應校正方法及裝置。

背景技術

二十一世紀是飛行器高速發展的時代，隨著飛行器速度日新月異的突破，當飛行器在大氣層中以高超音速飛行時，因與空氣的相互摩擦與作用產生強烈且復雜的氣動流場，并使光學窗口溫度急劇上升，高溫氣體使光學窗口產生嚴重的氣動光學熱輻射效應噪聲，使圖像背景局部亮度增加，成像質量下降，對高速飛行器的光學成像探測窗口和光學導航定位系統造成很大困擾。

現有技術中通常采用多項式擬合曲面以校正氣動熱輻射圖像，但是利用多項式擬合曲面對于非線性和具有相關性多項式的數據難以建模，也難以擬合數據高度復雜的自由曲面。因此如何有效地擬合各種復雜條件下的氣動熱輻射圖像并校正是亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種基于NURBS曲面擬合的氣動光學熱輻射效應校正方法及裝置，用以解決如何有效地擬合各種復雜條件下的氣動熱輻射圖像并校正的問題。

為了解決上述問題，本發明提供一種基于NURBS曲面擬合的氣動光學熱輻射效應校正方法，包括：

獲取氣動熱輻射效應的退化圖像；

采用高斯金字塔濾除退化圖像中的高頻成分，得到高斯金字塔頂層圖像;

提取高斯金字塔頂層圖像中的像素點為NURBS曲面的擬合像素點；

分別計算擬合像素點行方向與列方向的節點矢量，并利用行方向與列方向的節點矢量構建NURBS曲面的基底函數矩陣；

基于NURBS曲面反算法計算NURBS曲面的控制點向量，并根據控制點向量進行曲面修正得到NURBS曲面的新權因子；

建立基于NURBS曲面擬合的熱輻射效應校正模型，交替迭代估計NURBS曲面的基底函數矩陣、控制點向量，并輸出滿足預設要求的清晰圖像及熱輻射效應層圖像。

可選的，采用高斯金字塔濾除退化圖像中的高頻成分，得到高斯金字塔頂層圖像，包括：

利用高斯模糊核對退化圖像進行卷積操作，得到卷積對象；

將卷積對象進行循環下采樣操作，得到高斯金字塔頂層圖像。

可選的，分別計算擬合像素點行方向與列方向的節點矢量，并利用行方向與列方向的節點矢量構建NURBS曲面的基底函數矩陣，包括：

依據弦長劃分法對擬合像素點的行方向與列方向進行參數化操作，得到擬合像素點的第一參數方向與第二參數方向；

分別設定擬合像素點每一參數方向的擬合次數，并根據每一參數方向的擬合次數計算擬合像素點每一參數方向的節點矢量；

對每一參數方向的節點向量進行遞推，構建關于NURBS曲面的基底函數矩陣。

可選的，基于NURBS曲面反算法計算NURBS曲面的控制點向量，包括：