一种红外背景图像数据的处理和转换方法

摘要

本发明涉及一种红外成像制导技术中的复杂场景图像合成技术。所要解决的技术问题是提供一种外场红外背景数据的处理和转换方法应用于精确制导技术中成像制导武器的研制。该方法由外场采集模块、热像仪标定模块、数据转换模块组成。采用该方法可以使背景建模简化且精度大大提高。由于该方法包含了真实背景的灰度分布和变化，能够反映背景图像的实际情况，使红外仿真模型的精度同时提高。同时，该方法使数据转换精度较高且工作量较小，对热像仪一次标定后，只要保持热像仪外部参数设置不变，标定的结果可以重复使用，便于对大量采集数据的快速转换，充分满足精确制导技术中成像制导武器的仿真精度要求。

主权项

一种红外背景图像数据的处理和转换方法，其特征在于：所述方法主要包括以下步骤：步骤一、选择合成红外复杂场景图像所需要的背景图像；步骤二、通过以下方法进行热像仪标定：在光学测试平台上将黑体、光学镜头和热像仪的光轴校准，通过温度控制器控制黑体产生稳定的红外辐射，经光学镜头进入热像仪拍摄并存储；热像仪输出的灰度图像数据经过串行通讯接口传送至数据采集计算机接收并储存，然后通过以下两步进行标定；第一步是标定热像仪灰度图像数据与被摄对象等效黑体温度之间的对应关系；对于一组不同的黑体温度分别测量热像仪输出的灰度值，根据测量数据拟合等效黑体温度与热像仪输出灰度值的转换关系；对一幅灰度图像，按照该转换关系将每一个像素点灰度值转换为等效黑体温度值，就得到了与灰度图像对应的等效黑体温度图像；经过标定，得到了热像仪灰度数据与被摄对象等效黑体温度之间的对应关系；第二步是按照热辐射理论推算工作波段内红外辐射亮度；对等效黑体温度图像中的任意像素点按照公式计算其对应的波段内红外辐射亮度，进而得到对应的辐射亮度图像；步骤三、根据需要选择的红外背景图像在现实中利用热像仪进行拍摄并存储图像数据；步骤四、通过以下方法将热像仪直接输出的灰度图像数据转换为辐射亮度图像；通过步骤二中所采用的标准辐射源即实验室标准黑体对热像仪标定的办法确定的热像仪输出的灰度图像数据与热像仪接收到的真实辐射量之间的转换关系，将热像仪采集的外场背景灰度图像数据换算成所需要的辐射亮度图像；步骤五、采用以下两步将长波图像数据转换为中波图像数据；第一步，图像比对采集，即针对典型的背景，利用现有的8～12μm长波热像仪和3～5μm中波成像导引头进行图像采集；通过对两台设备采集到的不同波段的相同背景图像进行比对分析和处理，得到从长波图像到中波图像的转换关系；第二步，图像补充采集，利用长波热像仪进行外场图像采集，获得各种常用条件下的背景图像数据，通过前面得到的长波图像到中波图像的转换关系，对长波热像仪采集到的长波背景图像进行转换处理，得到建立图像数据库所需的中波背景图像。