[发明专利]一种双视场红外成像系统散焦的建模仿真方法

摘要

本发明公开一种对双视场红外成像系统散焦成像进行建模仿真的方法。首先，使用专门光学设计软件分别计算得到两个视场在散焦时调焦量与光学系统MTF、调焦量与系统有效焦距之间的关系曲线。然后，一方面由散焦时调焦量与系统MTF之间的关系，用频率样本法设计表征散焦成像空间分辨率的二维低通滤波器，并用其对蓝本图像进行空间滤波处理以仿真散焦导致的红外图像模糊效应；另一方面，由散焦时调焦量与视场倍率之间的关系，对蓝本图像进行缩放或剪裁处理以仿真散焦成像的视场变化。理论分析和实验均表明这种方法对双视场红外成像系统散焦效应建模的精确度高，仿真的效果好。

主权项

1.一种双视场红外成像系统散焦的建模仿真方法，其特征在于，包括：步骤一、对双视场红外成像系统散焦分析通过对双视场红外成像散焦的分析，总结散焦的发生原因、成像特点、呈现效应和传统解决方法，是建立适用于双视场红外成像光学系统的散焦成像模型的基础；步骤二、散焦成像空间分辨率的MTF建模红外成像系统的空间分辨率性能是由调制传递函数(MTF)参数指标反映，因此对由散焦引起的红外成像空间分辨率下降建模可以由各个调焦量对应的系统整机MTF建模实现。特别提出采用专门的光学设计软件代替典型的MTF建模方法，计算得到散焦时离焦量对应的更为精确的系统MTF模型；步骤三、散焦成像空间分辨率下降的仿真由散焦造成的红外成像空间分辨率下降，首先会直观表现为输出红外图像的模糊效应。在对双视场红外成像系统散焦成像空间分辨率的MTF建模基础上，采用频率样本法设计二维空间低通滤波器，并用其对蓝本图像进行空间滤波处理，就可以实现对由散焦成像引起的红外图像模糊效应进行仿真；步骤四、散焦成像视场倍率的建模红外光学系统倍率直接由系统有效焦距EFL参数决定，同样由于双视场红外光学系统的复杂性，对由散焦导致红外光学系统倍率变化建模需要分别在宽窄两个视场下计算各调焦量对应的EFL，采用光学设计分析软件软件可以对轴上中心视场处、宽窄两个视场进行计算机分析和精确计算；步骤五、散焦成像视场变化的仿真散焦导致另一现象是红外光学系统倍率变化，直观地表现为输出红外图像的缩放效应。只要用光学设计分析软件计算得到双视场各个调焦量对应的视场倍率值，对蓝本图像进行简单的缩放和剪裁，就可实现对由散焦导致的红外图像缩放效应的仿真。