機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目 標(biāo)圖像矩陣P。
[0130] 第二步，將第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像行數(shù)j賦值為1，1 <j<M，M表示仿真 紅外弱小目標(biāo)圖像背景的行數(shù)。
[0131] 步驟8,設(shè)置紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)參數(shù)。
[0132] 第1步，設(shè)置紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)參數(shù)中的均值為y，0彡y彡2。
[0133] 本發(fā)明的實(shí)施例中，設(shè)置紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)參數(shù)中的均值y為0。
[0134] 第2步，設(shè)置紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)參數(shù)中的標(biāo)準(zhǔn)差為〇，0.5彡3〇彡2。
[0135] 本發(fā)明的實(shí)施例中，設(shè)置紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)參數(shù)中的標(biāo)準(zhǔn)差〇為0. 3。
[0136] 步驟9,生成抖動(dòng)偏移量。
[0137] 生成服從均值為y，標(biāo)準(zhǔn)差為〇的正態(tài)分布函數(shù)的第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像 第j行的抖動(dòng)偏移量h,。
[0138] 本發(fā)明的實(shí)施例中，生成服從均值為0,標(biāo)準(zhǔn)差為0. 3的正態(tài)分布函數(shù)的第i幀仿 真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行的抖動(dòng)偏移量hj。
[0139] 步驟10,按照下式，計(jì)算第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)后成像行數(shù)：
[0140] Qj=j+hj
[0141] 其中，Q,表示第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)后成像行數(shù)，j表示第i幀 仿真紅外弱小目標(biāo)圖像行數(shù)，h,表示第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)偏移量。
[0142] 步驟11，計(jì)算抖動(dòng)后成像信號(hào)。
[0143] 第1步，判斷第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)偏移量卜是否大于0,若是， 執(zhí)行步驟11第2步；否則，執(zhí)行步驟11第3步。
[0144] 第2步，按照下式，計(jì)算第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)后成像信號(hào)：
[0145] Pj=VkX(l-z)+Vk+1Xz
[0146] 其中，P,表示第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)后成像信號(hào)，Vk表示第i幀 仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第k行成像信號(hào)，k表示第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng) 后成像行數(shù)Q,的整數(shù)部分，z表示第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)后成像行數(shù)Q, 的小數(shù)部分，Vk+1表示第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第（k+1)行成像信號(hào)。
[0147] 本發(fā)明的實(shí)施例中，第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)偏移量hj大于0,如 圖6所示，表示向第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行之后的行（即j+l，j+2,……，M)方 向抖動(dòng)。
[0148] 第3步，按照下式，計(jì)算第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)后成像信號(hào)：
[0149] Pj=VkX(l-z)+VkiXz
[0150] 其中，P,表示第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)后成像信號(hào)，Vk表示第i幀 仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第k行成像信號(hào)，k表示第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng) 后成像行數(shù)Q,的整數(shù)部分，z表示第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)后成像行數(shù)Q, 的小數(shù)部分，Vki表示第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第（k-1)行成像信號(hào)。
[0151]本發(fā)明的實(shí)施例中，第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)偏移量hj大于0,如 圖7所示，表示向第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行之前的行（即j-l，j-2,……，1)方 向抖動(dòng)。
[0152] 步驟12,將第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像第j行抖動(dòng)后成像信號(hào)P,賦值給紅外掃 描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像矩陣P第j行。
[0153] 步驟13,對(duì)第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像行數(shù)j進(jìn)行累加1操作。
[0154] 步驟14,判斷第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像行數(shù)j是否等于M+1，若是，執(zhí)行步驟 15;否則，執(zhí)行步驟9;其中，M表示仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景的行數(shù)。
[0155] 步驟15,存儲(chǔ)紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的仿真紅外弱小目標(biāo)圖像矩陣P。
[0156] 本發(fā)明的實(shí)施例中，圖8為本發(fā)明第50幀紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像 中以紅外弱小目標(biāo)型心為中心的9X9大小鄰域示意圖，圖9為本發(fā)明第50幀紅外掃描相 機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像示意圖，從圖9中可以看出，本發(fā)明在圖3的基礎(chǔ)上仿真嵌入了 抖動(dòng)紅外弱小目標(biāo)仿真生成紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像。
[0157] 步驟16,對(duì)仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景幀數(shù)i進(jìn)行累加1操作。
[0158] 步驟17,判斷累加1后仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景幀數(shù)是否等于仿真紅外弱小目 標(biāo)圖像序列總幀數(shù)L+1，如果是，執(zhí)行步驟18;否則，執(zhí)行步驟2。
[0159] 步驟18,輸出紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像序列。
[0160] 本發(fā)明的實(shí)施例中，紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像序列總幀數(shù)為226,每 幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像大小為256X256。
[0161] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的效果做進(jìn)一步的描述。
[0162] 1 ?仿真條件：
[0163] 本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行系統(tǒng)為Intel(R)Core(TM)i3-413003. 20GHz，32位 Windows操作系統(tǒng)，仿真軟件采用MATLABR2012a軟件。
[0164] 2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
[0165] 為驗(yàn)證紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像仿真方法的有效性，選取原始紅外 圖像背景序列總幀數(shù)為226幀的原始紅外圖像背景，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。
[0166] 如圖3所示，原始紅外圖像背景大小為480X625像素，在原始紅外圖像背景的第 150行和第150列向原始紅外圖像背景右下方截取256X256像素的仿真紅外弱小目標(biāo)圖 像背景，紅外弱小目標(biāo)大小設(shè)置為3X3像素；紅外弱小目標(biāo)水平運(yùn)動(dòng)速度設(shè)置為1像素/ 幀，紅外弱小目標(biāo)信噪比設(shè)置為6;紅外弱小目標(biāo)運(yùn)動(dòng)水平起始點(diǎn)設(shè)置為30,紅外弱小目標(biāo) 的航跡為直線模型，紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)參數(shù)中的均值y設(shè)置為0,紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)參數(shù) 中的標(biāo)準(zhǔn)差〇設(shè)置為〇. 3,如圖9所示為紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像。
[0167] 比較圖3和圖9,可見本發(fā)明有效實(shí)現(xiàn)了紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像 的生成仿真，為后續(xù)研究紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像的性能評(píng)估提供了大量可 測試紅紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像序列。
[0168] 綜上所述，本發(fā)明提出的方法生成的紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像序列 具有更接近于真實(shí)紅外場景、紅外弱小目標(biāo)參數(shù)和抖動(dòng)參數(shù)可控制等優(yōu)點(diǎn)，因此具有廣泛 的工程應(yīng)用價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種紅外掃描相機(jī)抖動(dòng)的紅外弱小目標(biāo)圖像序列仿真方法，包括如下步驟： (1) 采集紅外圖像背景： (la) 使用紅外熱像儀采集真實(shí)紅外圖像背景序列，得到原始紅外圖像背景序列； (lb) 將原始紅外圖像背景序列的幀數(shù)i賦值為1 ; (2) 仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景： (2a)讀入原始紅外圖像背景序列中第i幀原始紅外圖像背景，O < i < R，R表示原始 紅外圖像背景序列總幀數(shù)； (2b)設(shè)置第i幀原始紅外圖像背景裁剪的起始行和起始列； (2c)裁剪第i幀原始紅外圖像背景，得到大小為MXN的仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景， M表示仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景的行數(shù)，N表示仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景的列數(shù)，要求 A，B，A表示原始紅外圖像背景序列中每一幀圖像的行數(shù)，B表示原始紅外 圖像背景序列中每一幀圖像的列數(shù)； (3) 對(duì)仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景邊緣進(jìn)行鏡像擴(kuò)展； (4) 創(chuàng)建紅外弱小目標(biāo)模型： (4a)設(shè)置紅外弱小目標(biāo)信噪比D，D在0<D< 20范圍內(nèi)取整數(shù)值； (4b)按照下式，計(jì)算紅外弱小目標(biāo)像素灰度值： s = DX σ + μ 其中，S表示紅外弱小目標(biāo)像素灰度值，D表示所設(shè)定的紅外弱小目標(biāo)信噪比，σ表示 以紅外弱小目標(biāo)型心為中心局部鄰域內(nèi)所有像素的標(biāo)準(zhǔn)差，μ表示以紅外弱小目標(biāo)型心為 中心局部鄰域范圍內(nèi)所有像素的均值； (4c)將紅外弱小目標(biāo)的大小設(shè)置為mXm像素，其中，m在0 <m彡10范圍內(nèi)取整數(shù) 值； (5) 設(shè)置紅外弱小目標(biāo)航跡： (5a)將紅外弱小目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度設(shè)置為Δχ像素/幀，其中，Δχ在〇〈Δχ〈1〇范圍內(nèi)取 值； (5b)將第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景左上角頂點(diǎn)的像素點(diǎn)作為原點(diǎn)，水平向右方 向作為X軸，垂直向下方向作為y軸，建立第i幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景航跡坐標(biāo)系； (5c)判斷仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景幀數(shù)是否為1，如果是，執(zhí)行步驟（5d);否則，執(zhí) 行步驟（5e); (5d)將紅外弱小目標(biāo)在第1幀仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景航跡坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)值 設(shè)置為Xl，〇 < Xl< N，N表示仿真紅外弱小目標(biāo)圖像背景的列數(shù)，按照下式，建立第1幀仿 真紅外弱小目標(biāo)圖像背景航跡