[发明专利]一种探测器阵列靶数据处理方法

说明书

本发明公开了一种探测器阵列靶数据处理方法，包括：确定插值倍率和像素点小数部分灰度值的对应关系；根据插值倍率和像素点小数部分灰度值的对应关系以及公式J＝[A₁A₂……A_K]和L＝J^T＝[A₁A₂……A_K]^T，确定插值倍率和权重系数矩阵J的关系以及插值倍率和权重系数矩阵L的关系；获取获取探测器阵列靶采集到的光斑图像矩阵以及设定插值倍率值；根据插值倍率值与像素点的小数部分灰度值的对应关系，选取与插值倍率对应的权重系数J_p和权重系数L_p；对光斑图像矩阵中各像素点的灰度值G(i+u，j+v)进行插值处理，获得插值处理后的灰度值G′(i+u,j+v)。本发明提供的探测器阵列靶数据处理方法具有图像处理效率高和图像处理精度高的特点。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种探测器阵列靶数据处理方法。

背景技术

准确测量激光远场光斑时空强度分布，是直接获取激光光斑到光束质量、靶能量和质心漂移等重要参数的有效手段，对于分析强激光在大气中传输效应研究和评价强激光系统的光束控制能力、瞄准能力等具有重要的意义。

目前国内外测量远场光斑参数的方法主要是阵列探测法和摄像法。摄像法采用非接触式测量，具有结构简单，易于获得高分辨率的光斑图像等优点，但较难实现对光斑空间分布的定量测量，则仅适合于激光光斑相对空间分布实时测量。而阵列式探测法不受时间的限制，具有精度高、实时性好等特点，在对激光器性能的测试中应用十分广泛。其缺点为需要采用大量的探测器，造成成本的急剧增加。因此探测器在靶面均按照一定的分布方式排列，这会造成测量光斑图像存在失真的现象。为了弥补探测器分布不均匀的不足，需要对采样后的光斑进行插值处理才能获得相对准确的远场光斑参数。

激光在大气中传输时由于受到诸如湍流、热晕和消光等因素的影响，激光器出口处激光功率密度分布与远场光斑功率密度有较大的差异。而阵列探测法在能有效地降低成本的情况下是测量远场光斑参数的最优方法。但阵列靶在测量激光参数的过程中由于受靶面探测器分布影响，采样光斑均存在失真的情况，需要对采样得到的光斑图像进行插值处理。通常情况下为了得到实时性高的数据，一般采用复杂度低的最邻近插值算法，但是最邻近插值算法在一定程度上降低了测量数据的准确性，且获得光斑图像有明显的间隔。本发明改良了非线性插值中的双三次插值算法，大大缩短了双三次插值算法的处理时间、图像信噪比相对于双三次插值算法也有所提高，而且还能获得光滑的光斑图像，提升视觉效果。

传统的双三次插值算法是利用bicbuic核函数，如公式(1)所示，计算待插值点与原图像周围16个相邻的像素点的权重系数，将周围点的像素值按对应权重累加得到待插点的像素值。一般情况下取a＝-0.5。

w为函数自变量，s(w)为采样函数。

因该方法考虑到目标点周围16个相邻点的位置关系和浮点坐标的计算，所以计算复杂度很高，必将造成处理速度的降低。假设目标点的插值后的灰度值为G(i+u，j+v)，原始灰度值为g(x，y)则目标点的灰度值可由公式(2)、(3)、(4)、(5)得到。

G(i+u,j+v)＝A*B*C (2)

A＝(S(1+v)S(v)S(1-v)S(2-v)) (3)

在实际采用上述双三次插值算法的处理过程中，对每个目标点插值时都需要通过公式1至公式3计算周围像素点的权重系数，这会造成双三次插值算法处理图像效率低、精确度不高等问题。

发明内容