[发明专利]基于实测红外成像数据的目标与背景融合仿真方法

权利要求书

1.一种基于实测红外成像数据的目标与背景融合仿真方法，其特征在于，计算模拟红外成像系统中模拟目标的红外特征，融合模拟目标与背景的红外特征，该方法的步骤包括如下：

(1)拍摄红外图像：

使用红外成像系统探测器对目标与背景分别进行拍摄，得到包含红外图像成像像素个数和辐射亮度的红外特征的目标与背景两幅红外图像；

(2)利用目标尺寸公式，计算目标红外图像中的目标的实际尺寸；

(3)利用目标辐射亮度公式，计算目标红外图像中目标产生的红外特征的辐射亮度；

(4)分离红外图像中的目标红外图像：

使用图形处理软件将目标红外图像中的目标，从包含红外图像成像像素个数和辐射亮度的红外特征的目标红外图像中分离出来；

(5)计算模拟红外成像系统中模拟目标的红外特征：

(5a)当改变模拟目标与模拟红外成像系统探测器之间距离，模拟目标被模拟红外成像系统探测器接收红外特征的辐射亮度不变的情况下，利用模拟红外成像系统成像像素个数公式，计算模拟目标在模拟红外成像系统中的成像像素个数；

(5b)当改变模拟目标与模拟红外成像系统探测器之间距离，模拟目标在模拟红外成像系统中的成像像素个数不变的情况下，利用模拟红外成像系统探测器接收辐射亮度公式，计算模拟目标被模拟红外成像系统探测器接收的红外特征的辐射亮度；

(5c)当改变模拟目标与模拟红外成像系统探测器之间距离，模拟目标在模拟红外成像系统中的成像像素个数与被模拟红外成像系统探测器接收的辐射亮度均改变的情况下，按照下式，计算模拟红外成像系统坐标系中模拟目标的每个成像像素的辐射亮度：

其中，L_{模拟_u}(i,j)表示模拟目标的第u个成像像素在模拟红外成像系统坐标系中坐标为(i,j)处的辐射亮度，∑表示累加操作，L_{b_模拟_v}(R_模拟)(p,q)表示改变模拟目标与模拟红外成像系统探测器之间距离，模拟目标在模拟红外成像系统中的成像像素个数不变的情况下，模拟目标的第v个成像像素在模拟红外成像系统坐标系中坐标为(p,q)处的辐射亮度，k为m₁与n₁的比值，g为m₂与n₂的比值，m₁，m₂分别表示目标红外图像中的目标在红外成像系统平面坐标中的x轴方向和y轴方向的成像像素个数，n₁，n₂分别表示模拟目标与模拟红外成像系统探测器之间距离改变后，模拟目标在模拟红外成像系统平面坐标中的x轴方向和y轴方向的成像像素个数；

(6)融合模拟目标与背景的红外特征：

将包含红外图像成像像素个数和辐射亮度的红外特征的背景红外图像，导入到模拟红外成像系统中，将模拟目标的红外特征放置到背景的红外特征中，得到模拟目标与背景融合后的红外特征；

(7)输出模拟目标与背景融合的红外仿真图像：

(7a)在模拟红外成像系统中将模拟目标与背景融合后红外特征中的每个红外图像成像像素处的辐射亮度值转换为电压值；

(7b)利用成像像素灰度值公式，计算融合后的红外图像每个成像像素的灰度值。

2.根据权利要求1所述的基于实测红外成像数据的目标与背景融合仿真方法，其特征在于，步骤(2)中所述的目标尺寸公式如下：

其中，A，B分别表示目标红外图像中的目标在平面坐标中的x轴方向和y轴方向的实际尺寸，m₁，m₂分别表示目标红外图像中的目标在红外成像系统平面坐标中的x轴方向和y轴方向的成像像素个数，·表示相乘操作，d表示红外成像系统探测器的像元宽度，h表示红外成像系统探测器的像元高度，R表示红外成像系统探测器与实测目标的距离，f表示红外成像系统探测器焦距。