[发明专利]基于红外半实物仿真系统的非均匀性校正方法

说明书

本发明公开了一种基于红外半实物仿真系统的非均匀性校正方法，主要解决现有方法实时性差和稳定性不高的问题。其实现方案为：1、采集连续灰度的红外图像；2、分别找出图像中最大、最小能量值所对应的灰度值；3、对灰度值及所对应的能量值进行曲线拟合并得到灰度重排数组；4、根据灰度重排数组获得每个像素点的重排能量；5、对重排能量进行曲线拟合得到拟合直线；6、根据拟合直线和灰度重排数组计算每个灰度值处的校正灰度。本发明能够校正红外半实物仿真系统采集的所有灰度值的红外图像，对全灰度段的红外图像进行非均匀性校正，提高了校正的实时性与稳定性，可用于光电场景仿真、半实物系统验证和合成图像评估。

技术领域

本发明属于非均匀性校正技术领域，特别涉及一种红外半实物仿真系统的非均匀性校正方法，可用于光电场景仿真、半实物系统验证和合成图像评估。

背景技术

系统仿真技术是以相似原理、信息技术、系统理论及其应用领域有关的专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行实验研究的一门新兴综合性技术。而半实物仿真是指在仿真试验系统的仿真回路中接入部分实物的实时仿真。它为进行实际系统的研究、分析、决策、设计,以及对专业人员的培训提供了一种先进的方法,增加了人们对客观世界内在规律的认识能力,有力地推动了那些过去以定性分析为主的学科向定量化方向仿真。

然而红外半实物仿真系统的红外辐射源由于是由一个黑体或并列多个黑体构成，存在空间范围内的红外辐射强度不均匀的情况；此外在输入为相同值的情况下，由于DMD阵列中单个像素元的响应参数存在微小差异，使得最终输出的红外图像的辐射强度是非均匀的。由于红外半实物仿真系统的非均匀性校导致仿真出来的红外场景失真，所以对其进行非均匀性校正显得尤为重要。

目前已有多种红外半实物仿真系统出现的非均匀性校正技术。包括：温度定标校正方法、高通滤波校正方法、人工神经校正方法。其中：温度定标校正方法能够实现实时的非均匀性校正，但长时间工作后需要重新定标，长时间的实时校正效果不理想；高通滤波校正方法能够实现长时间的非均匀性校正，但需要场景处于运动状态，不能校正静态场景；人工神经校正方法可以跟踪探测元的非线性变化，但不能保证校正的稳定性。

上述现有技术的共同缺点是：针对红外半实物仿真系统硬件的非均匀性，其校正结果的稳定性和实时性不高。

发明内容

本发明的目的在于上述现有技术的不足，提出一种基于红外半实物仿真系统的非均匀性校正方法，以提高对红外半实物仿真系统进行非均匀性校正的实时性和稳定性。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)利用红外半实物仿真系统采集灰度值连续的C幅红外图像，得到C幅红外图像的能量值信息，其中C＝2^s,为红外半实物仿真系统的每个输出像素灰度值的数据位数；

(2)根据红外图像的能量值信息，找出最大能量值E'_max及其所对应的最大灰度值k'_max和最小能量值E'_min及其所对应的最小灰度值k'_min；

(3)以灰度值为横坐标，能量值为纵坐标建立直角坐标系；将(k'_min,E'_min)作为起始坐标点，(k'_max,E'_max)作为终止坐标点，并根据这两个坐标点拟合出一条直线作为红外图像的理想能量直线；

(4)根据理想能量直线和能量矩阵E对能量矩阵进行重排，得到红外图像中每一个像素点重新排序后的灰度值数组A'；

(5)根据灰度重排数组A'，分别对每一个像素点的能量值进行重新排序得到能量重排矩阵E'，并计算红外图像的平均能量重排数组E_s'；