[发明专利]一种红外成像传感器典型效应仿真的验证方法

摘要

本发明是一种用于红外成像传感器系统典型效应建模与仿真准确性和真实性的验证方法。本发明针对红外成像传感器系统典型效应建模与仿真的验证评价问题，提出了基于全参考图像质量评价方法的红外传感器典型效应仿真的验证方法，以黑体靶标的红外实拍图像为参考图像，针对具体红外成像系统的红外传感器效应仿真图像，采用逐像素比较和统计比较相结合的分析方法，综合考虑信息熵、偏离度、结构相似度、保真度等评价因子，形成综合评价指标，进行全面验证评价。该发明的重要意义是：基于全参考图像质量评价方法，综合了逐像素比较和统计比较两种分析方法，有效克服单一分析方法只能验证部分效应仿真结果的缺陷，评价指标全面、客观，准确性和可信性高。

主权项

一种红外成像传感器典型效应仿真的验证方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，利用红外成像系统对黑体靶标成像，并针对不同黑体温度、温差分别输出红外实拍图像；第二步，根据黑体温度、温差及靶标类别，利用普朗克公式计算出黑体靶标的辐射亮度，并量化为灰度；根据黑体靶标成像几何形状及在视场所处的位置，对于图像中黑体靶标区域赋予对应的灰度级，生成黑体靶标的红外理想仿真图像；针对具体红外成像系统，将黑体靶标的红外理想仿真图像经过红外成像系统各模块的退化效应作用，最终得到黑体靶标的红外传感器效应仿真图像；第三步，以红外实拍图像为参考图像，将红外传感器效应仿真图像与红外实拍图像逐像素灰度值进行比较，选取保真度作为验证评价指标因子；分别统计红外实拍图像和红外传感器效应仿真图像的信息熵、均值、方差信息，计算信息熵、偏离度、结构相似度并作为验证指标因子进行分析；综合前述各因子，赋予各因子合适的权重系数，形成综合验证评价指标，并进行评价；其中综合验证评价指标具体为：$Q(A,B)=k_1\×(1-\frac{\left|H_A-H_B\right|}{max(H_A,H_B)})+k_2\×(1-\frac{\left|{\mathrm{\ξ}}_A-{\mathrm{\ξ}}_B\right|}{\max ({\mathrm{\ξ}}_A,{\mathrm{\ξ}}_B)})+k_3\×SSIM(A,B)+k_4\×F(A,B)$式中：图像A、B为红外传感器效应仿真图像和红外实拍图像，H_A与H_B、ξ_A与ξ_B分别为图像A、B的信息熵、偏离度，SSIM(A,B)为图像A、B的结构相似度，F(A,B)为图像A、B的保真度，k₁、k₂、k₃、k₄是权重系数。