[发明专利]基于辐射传递的大视场红外探测图像仿真方法

摘要

一种基于辐射传递的大视场红外探测图像仿真方法，方法的输入涉及两类图像，第一类为场景灰度图像，该类图像为大视场图像，对应的谱段与待仿真谱段相似但不相同；第二类为辐射亮度测量图像，该类图像为场景的多幅小视场图像，对应的谱段与待仿真谱段相同。一、将大视场场景灰度图像进行几何分辨率调整，调整至要求的分辨率；二、建立大视场场景灰度图像中的灰度与多幅小视场辐射亮度测量图像中的强度之间的线性辐射传递关系，将大视场场景灰度图像转换为辐射强度图像；三、基于点目标对应的探测信噪比指标计算噪声均方差，添加对应强度的高斯噪声完成噪声仿真；四、随机添加一定辐射强度的点目标并对辐射图像量化完成图像仿真。

主权项

1.一种基于辐射传递的图像仿真方法，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(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(W/sr)＝L(W/(sr·m2))×d2(m2)其中，I为辐射强度；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： R = I m a x - I min G m a x - G min ]]>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IT时的探测信噪比SNRT描述，即为SNRT＝IT/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＝IT/SNRT则添加噪声的图像表示为：FN(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ITAR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；FT(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，ITAR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IΔ进行比值得到。具体来说，采用辐射量化步长IΔ进行量化仿真方法为： D N ( x , y ) = f i x ( F T ( x , y ) I Δ ) ]]>其中，DN(x,y)为输出图像，fix(·)为向最近的整数取整操作。