一种红外图像实时处理方法技术

本发明专利技术提供一种红外图像实时处理方法，包括提供RTX操作系统，接收红外场景建模计算机的待合成红外图像；通过RTX强实时操作系统启动GPU核函数，为所述待合成红外图像的每个像素点分配图像渲染合成线程，以进行计算合成。本发明专利技术有效解决红外成像仿真中无法进行红外场景的实时建模合成，提高了仿真试验置信度，简化了仿真试验过程。

【技术实现步骤摘要】
一种红外图像实时处理方法
本专利技术属于红外制导半实物仿真
，尤其涉及一种红外图像实时处理方法。
技术介绍
随着仿真技术的不断发展，导弹仿真已贯穿于导弹武器系统的整个研制阶段，而红外成像导弹凭借其探测精度高，抗干扰能力强等优点也得到了迅猛发展，而对应的红外成像仿真技术也在不断的发展，其中红外成像模拟器的发展也先后经历了点源模拟器、低分辨率（一般为64×64获128×128）DMD模拟器或是光纤面阵模拟器以及电阻阵模拟器、高分辨模拟器等多个发展阶段。红外成像仿真技术的发展给红外成像导弹的发展起到了极大的促进作用，应用红外仿真技术可以在试验室内完成红外成像导引头的跟踪算法、抗干扰算法及控制算法的验证，缩短了型号的研制周期，保证了产品质量，该技术的发展具有极大的经济价值。红外图像生成方法与红外目标模拟器作为红外成像仿真系统的两个重要组成部分，其发展对红外成像仿真技术发展具有重要意义。而现阶段红外图像生成方法的发展远比红外目标模拟器的发展落后，红外图像生成作为红外目标模拟器的前端输入，完成仿真过程中多个红外目标、背景及红外干扰图像的实时合成，合成后的红外图像通过专门红外图像接口输入到红外目标模拟器转换成红外图像输出，供红外成像导引头探测跟踪。传统的红外图像生成方法采用事先合成法，并不能采用实时建模合成的方法完成，主要是因为多幅红外图像合成渲染过程中需要对每个像素点进行合成计算，当图像的分辨率增大时该计算量急剧增加对传统采用串行计算方式的计算机来说是无法实时完成该项工作的。事先合成法过程为：仿真试验前根据仿真试验需求事先将需要的红外图像生成好，再由图像控制计算机将其逐个读入到计算机内存中，图像控制计算机根据仿真系统命令实时将红外图像按顺传输给红外成像目标模拟器。该方法在实际应用中存在很大局限性，第一：对图像控制计算机的内存消耗巨大，图像控制计算机在仿真试验前需要将整个弹道的红外图像一次读入到内存中，按5ms一帧512×512的红外图像计算对于一个20s的弹道来说其内存消耗为4GB，普通计算机无法完成该工作。第二：仿真试验灵活性极差，每次仿真试验时都需要事先将需要的红外图像生成好，在读进内存，过程中会耗费好长时间完成准备工作，仿真试验过程极不方便，极度影响仿真试验效率。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了一种红外图像实时处理方法，具体为一种基于RTX操作系统的GPU红外场景实时合成方法，该方法可以有效解决红外成像仿真中红外场景的实时建模合成过程，提高了仿真试验置信度，简化了仿真试验过程。本专利技术提供一种红外图像实时处理方法，包括：提供RTX操作系统，接收红外场景建模计算机的待合成红外图像；通过RTX强实时操作系统启动GPU核函数，为所述待合成红外图像的每个像素点分配图像渲染合成线程，以进行计算合成。可选的，所述待合成红外图像包括红外目标、红外背景及多发红外干扰图像。可选的，所述RTX接收所述待合成红外图像后，还包括根据外部时钟同步信号将所述待合成图像的数据传输到所述RTX操作系统的显卡内存中。可选的，还包括通过调用CUDA函数对所述显卡内存进行分配，分配显卡内存大小与所述待合成红外图像数据量一致。可选的，还包括将所述待合成的红外图像通过PCIe总线传至所述显卡内存。可选的，所述GPU内部中，若干数目的线程组成一个block，进而若干数目的block组成一个grid，通过所述GPU对所述进程进行分配。可选的，所述分配后的进程并行运行，所述进程之间可以通过共享内存进行数据交互。可选的，所述分配后的进程数量与所述待合成的红外图像的像素点相同，每个启动的进程按照坐标位置读取所述待合成红外图像相应像素点的灰度值。可选的，所述GPU进程根据预先设定的红外图像变换、渲染及合成算法进行计算，并得到对应坐标位置像素点的灰度值。可选的，所述线程与线程之间进行同步操作，先计算完成的线程等待后计算完成的线程，待所有线程完成计算之后再执行后续任务。可选的，提供红外成像目标模拟器，将所述计算合成后的红外图像传输到红外成像目标模拟器，形成红外物理热图供导引头探测跟踪。本专利技术的设计思想是利用RTX操作系统的强实时性和GPU多线程并行处理的强大计算能力，实现红外多个场景的实时合成。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）解决了红外成像仿真试验前需要事先生成红外图像带来的非实时性问题及操作复杂问题。（2）本专利技术中通过构建实时操作系统平台，并利用GPU的强大计算能力，实现了红外成像仿真中多个红外场景的实时合成渲染，提高了系统的实时性及可操作性。附图说明图1为本专利技术一个实施例的红外图像实时处理方法的系统示意图；图2为本专利技术的一个实施例的软件工作流程示意图；图3为本专利技术一个实施例的单个红外目标与红外背景图像合成之后的效果图。具体实施方式现有技术的红外图像生成方法采用事先合成法，对图像控制计算机的内存消耗巨大，图像控制计算机在仿真试验前需要将整个弹道的红外图像一次读入到内存中，普通计算机无法完成该工作；并且仿真试验灵活性极差，每次仿真试验时都需要事先将需要的红外图像生成好，在读进内存，过程中会耗费好长时间完成准备工作，仿真试验过程极不方便，极度影响仿真试验效率。为解决上述问题，本专利技术提出了一种红外图像实时处理方法，具体为一种基于RTX操作系统的GPU红外场景实时合成方法，该方法可以有效解决红外成像仿真中红外场景的实时建模合成过程，提高了仿真试验置信度，简化了仿真试验过程。本专利技术的红外图像实时处理方法包括：提供RTX操作系统，接收红外场景建模计算机的待合成红外图像；通过RTX实时操作系统启动GPU核函数，为所述待合成红外图像的每个像素点分配图像渲染合成线程，以进行计算合成。其中，所述待合成红外图像包括红外目标、红外背景及多发红外干扰图像。所述RTX接收所述待合成红外图像后，还包括根据外部时钟同步信号将所述待合成图像的数据传输到所述RTX操作系统的显卡内存中。还包括通过CUDA函数对所述显卡内存进行分配，分配显卡内存大小与所述待合成红外图像数据量一致。还包括将所述待合成的红外图像通过PCIe总线传至所述显卡内存。在所述GPU内部中，若干数目的线程组成一个block，进而若干数目的block组成一个grid，通过所述GPU对所述进程进行分配。所述分配后的进程并行运行，所述进程之间可以通过共享内存进行数据交互。所述线程与线程之间进行同步操作，先计算完成的线程等待后计算完成的线程，待所有线程完成计算之后再执行后续任务。所述分配后的进程数量与所述待合成的红外图像的像素点相同，每个启动的进程按照坐标位置读取所述待合成红外图像相应像素点的灰度值。进一步地，所述GPU进程根据预先设定的红外图像变换、渲染及合成算法进行计算，并得到对应坐标位置像素点的灰度值。最后还包括提供红外成像目标模拟器，将所述计算合成后的红外图像传输到红外成像目标模拟器，形成红外物理热图供导引头探测跟踪。本专利技术采用的技术方案是RTX操作系统接收红外场景建模计算机的红外背景图像、红外目标图像及红外干扰图像，同时根据外部时钟同步信号将图像数据传输到显存中，通过RTX强实时操作系统启动GPU核函数并为每个像素点分配图像渲染合成线程，每个线程负责完成该像素点的红外图像变换、计算该像素点灰度值并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外图像实时处理方法，其特征在于，提供RTX操作系统，接收红外场景建模计算机的待合成红外图像；通过RTX强实时操作系统启动GPU核函数，为所述待合成红外图像的每个像素点分配图像渲染合成线程，以进行计算合成。

【技术特征摘要】
1.一种红外图像实时处理方法，其特征在于，提供RTX操作系统，接收红外场景建模计算机的待合成红外图像；通过RTX强实时操作系统启动GPU核函数，为所述待合成红外图像的每个像素点分配图像渲染合成线程，以进行计算合成。2.如权利要求1所述的红外图像实时处理方法，其特征在于，所述待合成红外图像包括红外目标、红外背景及多发红外干扰图像。3.如权利要求1所述的红外图像实时处理方法，其特征在于，所述RTX接收所述待合成红外图像后，还包括根据外部时钟同步信号将所述待合成图像的数据传输到所述RTX操作系统的显卡内存中。4.如权利要求3所述的红外图像实时处理方法，其特征在于，还包括通过调用CUDA函数对所述显卡内存进行分配，分配显卡内存大小与所述待合成红外图像数据量一致。5.如权利要求3所述的红外图像实时处理方法，其特征在于，还包括将所述待合成的红外图像通过PCIe总线传至所述显卡内存。6.如权利要求1所述的红外图像实时处理方法，其特征在于，所述GPU内部中，若干数目的线程组成一个b...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海生，陆志沣，洪泽华，李艳红，丁拓，赖鹏，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31