[发明专利]一种用于提高烟幕红外有效遮蔽面积测量精度的方法

说明书

本发明公开一种用于提高烟幕红外有效遮蔽面积测量精度的方法，其包括以下步骤：对获取的烟幕下的红外原始图像进行滤波；对预处理后的图像进行分割；提取出的点源形状和位置，计算所有点源重心位置坐标，作为作为插值节点坐标；计算红外点源位置的遮蔽率作为插值节点的函数值；将红外点源位置坐标作为三角单元的顶点按最小内角最大化准则划分三角单元；将待插值点直角坐标变换为重心坐标；估计每个红外点源位置处烟幕遮蔽率的偏导数，根据插值节点的函数值和偏导数计算插值系数；根据三角单元的插值系数和插值公式逐点插值计算烟幕遮蔽率，最后根据所有点的烟幕遮蔽率统计烟幕遮蔽面积。本发明能够极大的减少插值算法的复杂度，提高插值精度。

技术领域

本发明属于烟幕干扰评估技术领域，尤其是涉及一种用于提高烟幕红外有效遮蔽面积测量精度的方法。

背景技术

在军民融合、大数据分析等领域，随着现代科学技术的发展，新型可见光与红外波段侦察设备的广泛应用，使侦察与监视的水平和能力有了极大提高，对具有高效遮蔽能力的烟幕需求越来越迫切。烟幕遮蔽是一种快速、高效遮蔽目标的手段。因此，烟幕有效遮蔽性能的研究对于烟幕红外有效遮蔽面积评估具有重大意义。

对红外烟幕遮敝效果的测量主要是通过对烟幕透过率、遮蔽面积、形成时间和持续时间等的测量来定量描述的。目前，使用最多的是用凝视型红外成像热像仪的多点测量法。

现有技术中，在使用摄像法测量烟幕的红外遮蔽性能时，通常的方法是采用布设红外点源阵列，在红外点源阵列前方释放烟幕，并使用红外热像仪分别测量烟幕施放前、施放时红外点源阵列的红外辐射强度变化，得到点源位置处的遮蔽率(透过率)，再通过插值的方法得出烟幕遮蔽率的空间分布，最后利用烟幕遮蔽率阈值确定有效遮蔽面积。在布设红外点源阵列时，应使其在红外热像仪上的成像间距分布均匀，以便于插值。但在实际试验中，由于试验条件限制，很难使红外点源阵列的成像间距均匀分布，导致插值算法复杂、插值精度差，得出的有效遮蔽面积结果不精确，数据处理时间长，使得试验周期长、成本高、效率低。

发明内容

针对现有技术中在使用摄像法测量烟幕的红外遮蔽性能时，实际试验中存在红外点源阵列在红外热像仪上的成像间距分布不均匀的问题，本发明的目的是提供一种用于提高烟幕红外有效遮蔽面积测量精度的方法，其利用重心坐标变换与形状无关的特性，将原本散乱的插值节点转换为易插值的重心坐标节点，从而降低插值的算法复杂度，提高精度和计算速度。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于提高烟幕红外有效遮蔽面积测量精度的方法，其包括以下步骤：

S1、图像预处理：采用数学形态学中的顶帽变换算法对获取的烟幕下的红外原始图像进行滤波，增强红外点源灰度值，抑制背景；

S2、图像分割：使用粗分割、精分割两步分割法对步骤S1中预处理后的图像进行分割；操作为：首先，使用全局阈值分割算法提取出每个红外点源的粗略位置；然后在每个点源位置处向外扩张一定距离，划分为局部待分割区域；最后，在每个局部待分割区域内使用最大类间方差法依次对每个点源进行分割，提取点源形状和位置；

S3、提取点源位置坐标：根据步骤S2中提取出的点源形状和位置，计算所有点源的形心或重心位置坐标，作为每个点源的位置坐标；

S4、计算点源的烟幕遮蔽率或透过率：根据步骤S2中的图像分割结果中的目标区域和背景区域施放烟幕前、施放烟幕后的灰度变化，计算每个红外点源位置处的烟幕遮蔽率或透过率；

S5、三角剖分：根据步骤S2中提取出的点源位置坐标，将红外点源位置坐标作为三角单元的顶点按最小内角最大化准则划分为基本三角形单元，三角形单元的每个顶点依次对应一个点源，所有点源形成的三角形网络构成插值曲面片；