[发明专利]基于辐射传递的大视场红外探测图像仿真方法

权利要求书

1.一种基于辐射传递的大视场红外探测图像仿真方法，其特征在于，

步骤一、以谱段Δλ作为图像仿真谱段，统计Δλ谱段对应的复杂云背景条件下的多幅小视场辐射亮度测量图像中的辐射亮度最大值Lmax和最小值Lmin；

步骤二、选择相近谱段ΔλA的复杂云背景条件下的大视场灰度图像A，由于亮度为场景的固有属性，在大视场中场景辐射亮度的最大值和最小值同样分别为Lmax和Lmin；对图像进行双线性插值至仿真要求的分辨率d，单位 m ， 得到图像G；将图像G中像元对应的辐射亮度值转化为辐射强度值，具体方式为：

I＝L×d2

其中，I为辐射强度，单位为W/sr；L为辐射亮度值，单位为W/(sr·m2)；

步骤三、大视场灰度图像G中像素灰度范围为Gmin～Gmax，对应的强度范围为Imin～Imax，灰度与辐射强度之间的线性系数R为：

其中，Imax和Imin分别为Lmax、Lmin对应的辐射强度；

步骤四、对大视场灰度图像G中的像素灰度进行辐射强度赋值，具体方式为：

F(x,y)＝R·[G(x,y)-Gmin]+Imin

其中，G(x,y)为大场景图像中(x,y)处的像素灰度，F(x,y)为对应的辐射强度；

步骤五、目标的探测性能一般用辐射强度I_T时的探测信噪比SNRT描述，即为SNRT＝I_T/σ，其中σ为探测器时间噪声均方差，噪声满足高斯分布；IT为目标辐射强度，则噪声均方差可描述为：

σ＝I_T/SNR_T

则添加噪声的图像表示为：

F_N(x,y)＝F(x,y)+N(x,y)

其中，FN(x,y)为添加噪声后辐射强度分布图，N(x,y)为0均值，均方差为σ的高斯噪声；

步骤六、根据目标辐射强度与数量要求，在添加噪声的辐射强度分布图像中随机位置处添加特定能量I_TAR的点形态目标，则添加目标的图像表示为：

FT(x,y)＝FN(x,y)+ITARδ(x-x′,y-y′)

其中，当x＝x′,y＝y′时，δ(x-x′,y-y′)＝1；否则，δ(x-x′,y-y′)＝0；F_T(x,y)为添加目标后辐射强度分布图，(x′,y′)为随机添加目标的位置，I_TAR为目标的强度；

步骤七、根据量化策略对添加目标后的辐射强度分布图进行量化，完成对图像的仿真，量化策略可通过辐射强度与辐射量化步长I_Δ进行比值得到， 具体来说，采用辐射量化步长I_Δ进行量化仿真方法为：

其中，DN(x,y)为输出图像，fix(·)为向最近的整数取整操作。

2.根据权利要求1所述的基于辐射传递的大视场红外探测图像仿真方法，所述大视场灰度图像的对应谱段与待仿真谱段相似。

3.一种基于权利要求1所述基于辐射传递的大视场红外探测图像仿真方法的系统，其特征在于，包括；

第一辐射强度分布图像生成模块，用于利用大视场灰度图像及多幅小视场辐射亮度测量图像获得待仿真谱段对应的第一辐射强度分布图像；

第二辐射强度分布图像生成模块，用于根据目标的探测信噪比添加噪声到第一辐射强度仿真图像中，得到第二辐射强度分布图像；

第三辐射强度分布图像生成模块，用于随机添加特定的能量点形态目标到所述第二辐射强度分布图像中，获得第三辐射强度分布图像；

灰度仿真图像生成模块，用于对所述第三辐射强度分布图像进行量化，得到灰度仿真图像。