[发明专利]一种基于光谱辐射的目标与背景的物理叠合方法

权利要求书

1.一种基于光谱辐射的目标与背景的物理叠合方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：将原始的目标辐射亮度值投影尺度缩放后通过计算得到目标辐射亮度值；

步骤2：将计算得到的大气光谱透过率结合目标辐射亮度值和测得的背景辐射亮度值代入转换模型得到目标和背景的光谱辐射通量密度；

步骤3：根据步骤2的光谱辐射通量密度比较目标与背景的区域能量后，改变受物理叠合的背景区域作用的目标的光谱辐射通量密度，再利用自适应能量匹配法将目标与背景进行叠合得到物理叠合后的光谱辐射通量密度；

步骤4：将物理叠合后的光谱辐射通量密度经过灰度拉伸转化为图像，完成目标与背景的物理叠合；

所述步骤3包括如下步骤：

步骤3.1：将目标和背景的辐射通量密度代入公式2得到背景表征的能量值BRE(i，j)和目标表征的能量值TRE(i，j)；

其中，为拉普拉斯系数,表示为LT_N(i+p，j+q)表示目标在坐标(i+p，j+q)处的辐射通量密度值，LB_N(i+p，j+q)表示背景在坐标(i+p，j+q)处的辐射通量密度值；

步骤3.2：将步骤3.1所得的背景表征的能量值BRE(i，j)和目标表征的能量值TRE(i，j)进行比较，若目标表征的能量值TRE(i，j)大于背景表征的能量值BRE(i，j)，则表示能将目标叠合进背景，跳至步骤3.3；否则表示保持原背景的辐射通量密度；

步骤3.3：根据步骤3.2将目标当中大于背景能量的部分保留，而小于背景能量的部分去除后得到目标新的光谱辐射通量密度f′(i，j)，表示为：

其中，f′(i，j)为比较前的目标光谱辐射通量密度；

步骤3.4:利用目标新的光谱辐射通量密度f′(i，j)和背景的光谱辐射通量密度,通过自适应能量匹配法进行叠合，得到叠合后的光谱辐射通量密度，具体运算过程如公式4所示,公式4表示如下:

其中表示叠合后的光谱辐射通量密度梯度,是目标的光谱辐射通量密度梯度,公式4表示和在叠合区域Ω的各个区域内应尽可能相等,即相差要达到最小,而叠合后的辐射通量密度f和叠合背景f^*在叠合区域Ω的边界上是相等的。

2.根据权利要求1所述的一种基于光谱辐射的目标与背景的物理叠合方法，其特征在于：所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1：将原始的目标辐射亮度值数据在探测方向投影的W*N小网格进行缩放得到W*H大网格，其中W＝M/m，H＝N/n，m表示组成一个大网格的横向小网格的个数，n表示组成一个大网格纵向小网格的个数；

步骤1.2：将缩放后的W*H每个大网格里的所有小网格的目标辐射亮度值累加得到W*H大网格中每个大网格的目标辐射亮度值。

3.根据权利要求2所述的一种基于光谱辐射的目标与背景的物理叠合方法，其特征在于：所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1：通过MOTRAN软件计算得到某波段的大气透过率；

步骤2.2：将步骤1所得的目标辐射亮度值、步骤2.1所得的大气光谱透过率和已知的目标或背景与探测器的距离代入转换模型通过公式1转化为到达探测器上的目标和背景的光谱辐射通量密度E；

其中，s表示背景或尾焰目标的辐射亮度值，τ表示大气透过率，h表示所求背景或尾焰与探测器的距离。