[发明专利]大视场红外成像方法及装置

说明书

本申请公开了一种大视场红外成像方法及装置，其中，方法包括：基于目标辐射信息，获取编码的目标像；对目标像的目标光线进行局部成像，生成多个局部的目标像，并重叠映射至靶面上成像，得到离散化的图像；以及对离散化的图像进行压缩感知重构，求解得到重构的各局部目标图像，并拼接得到红外大视场图像。由此，解决了相关技术中对外部设备要求较高，或自身系统体积较大、成本较高，不利于推广应用的技术问题。

技术领域

本申请涉及光学成像技术领域，特别涉及一种大视场红外成像方法及装置。

背景技术

红外成像技术通过探测目标红外辐射特性实现来袭飞机、导弹等目标的探测、识别与跟踪，具有隐蔽性好、抗干扰能力强、全天候工作等优点，是光电告警领域的主要研究热点。总视场是红外成像仪器的重要性能指标，而由于现有红外探测器件面阵规模的限制，在视场固定的条件下，难以兼顾大范围搜索和目标精确识别等问题，如需对目标进行大范围搜索时，由于图像分辨率较低，无法对目标进行精确地识别，直接增加了目标探测难度。因此，如何兼顾红外成像系统大视场广域目标搜索与高精度目标识别和跟踪问题是目前你红外成像告警技术的迫切需求。

为了可以在更广阔的视场范围内进行更精细的感知，相关技术主要包括两种方法：基于机械扫描的视场合成的方法和凝视型多镜头孔径合成的方法。

基于机械扫描的方法需要增加伺服装置，对其搭载的扫描机构的运动精度和稳定性都有很高的要求；由于其易受外部冲击以及运动平台震动的影响，故对伺服装置的可靠性提出了很高的要求，增加了成本；同时对其搭载平台的稳定性都有较高的要求，不适用于复杂的工作环境；由于机械扫描时间长，对运动目标的探测效果差，实时性差。

多镜头孔径合成的方法需要多组镜头和探测器组成相机阵列，整个系统成像体积大，成本非常高，这些因素都限制了多镜头孔径合成方法的实际应用。

综上所述，相关技术中的红外大视场成像技术，基于机械扫描的方法对搭载平台、扫描机构要求高，基于相机阵列孔径合成的方法的体积大且成本极高，从而制约了红外大视场成像技术的实际应用，有待改进。

发明内容

本申请提供一种大视场红外成像方法及装置，以解决相关技术中对外部设备要求较高，或自身系统体积较大、成本较高，不利于推广应用的技术问题。

本申请第一方面实施例提供一种大视场红外成像方法，包括以下步骤：基于目标辐射信息，获取编码的目标像；对所述目标像的目标光线进行局部成像，生成多个局部的目标像，并重叠映射至靶面上成像，得到离散化的图像；以及对所述离散化的图像进行压缩感知重构，求解得到重构的各局部目标图像，并拼接得到红外大视场图像。

可选地，在本申请的一个实施例中，在获取所述编码的目标像之后，还包括：对所述目标光线向光轴进行偏折，使得所述目标光线达到局部成像条件。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述目标像的编码公式为：

其中，T(x',y')为编码方式，t_i,j为在(i,j)位置处的编码值，Δ₁为编码单元的尺寸大小。

可选地，在本申请的一个实施例中，靶面上成像的表达式为：

其中，f_k(x′,y′)为第k个局部目标，h(x'-x,y'-y)为局部成像模块和合像模块的空间平移不变点扩散函数，为第k个局部像在(i,j)位置处所对应的编码。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述离散化的图像为：

其中，Δ₂为红外探测器像元的尺寸。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述各局部目标图像的求解公式为：