一种用于光学场景图像的快速扩充方法技术

本发明专利技术公开了一种用于光学场景图像的快速扩充方法，该方法的步骤包括：获取实测图像，并确定该图像的扩充图像尺寸和扩充算子S1、计算图像中单个像素点的数值，并从内到外进行逐层扩充S2、分别获取顺时针和逆时针的扩充图像S3和对获取的顺时针扩充图像和逆时针扩充图像取平均值，获得最终扩充的图像S4。本方案解决了仿真试验中实测数据与光学成像场景生成器视场角不匹配时的应用问题，能够在不影响探测系统工作的前提下按照场景生成器视场角对实测数据进行快速扩充，保障了光学仿真试验的顺利进行，具有广阔的应用前景。

A fast extension method for optical scene images

The invention discloses a method for the rapid expansion of the optical image, the method includes the steps of: obtaining the actual image, and determine the image size and image expansion expansion operator S1 and numerical calculation of a single pixel in the image, and layer by layer extending S2, get the clockwise and counterclockwise extended image S3 and the clockwise and counterclockwise extended image expanding image averaged to obtain, from the inside to the outside to get the image S4 eventually expanded. This scheme solves the application problem in simulation of the measured data and optical imaging scene generator angle does not match, can according to the scene generator of field angle measured data without affecting the rapid expansion of detection system, guarantee the optical simulation test is carried out smoothly, and has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种用于光学场景图像的快速扩充方法
本专利技术涉及一种图像处理方法，特别是涉及一种用于光学场景图像的快速扩充方法。
技术介绍
光学场景仿真系统需要加载实测数据对光学探测系统的性能进行测试。由于实测数据采集设备和光学成像场景生成器的视场角可能不同，有时实测数据并不能完全匹配光学成像场景生成器。当实测数据视场角过大时可以直接进行裁剪；但当实测数据视场角过小不能完全覆盖光学成像场景生成器时，需要在不影响现有数据的前提下对实测图像数据进行扩充。简单的单色背景填充方法可能会引起光学探测系统的误操作，因此需要结合实测数据信息进行外延式的扩充，使得实测数据的图像能够平滑的扩充至光学场景生成器的整个视场，同时保证新扩充的图像数据不会对光学探测系统产生影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于光学场景图像的快速扩充方法，解决实测数据与光学成像场景生成器视场角不匹配的问题，在不影响探测系统工作的前提下按照场景生成器视场角对实测数据进行有效扩充。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种用于光学场景图像的快速扩充方法，该方法的步骤包括：S1、获取实测图像，并确定该图像的扩充图像尺寸和扩充算子；S2、计算图像中单个像素点的数值，并从内到外进行逐层扩充；S3、分别获取顺时针和逆时针的扩充图像；S4、对获取的顺时针扩充图像和逆时针扩充图像取平均值，获得最终扩充的图像。优选地，所述步骤S1包括：S11、获取尺寸为m0×n0的实测图像；S12、根据视场角与像素的转换关系确定扩充后图像的最大尺寸为m1×n1，该扩充后图像的图像中心区域为实测图像m0×n0的图像数据，其余部分为扩充数据；S13、根据扩充图像的尺寸和像素，选用归一化扩充算子对图像进行扩充；S14、为扩充图像准备临时图像数据Ia，Ib，Ic，临时图像的大小均为(m0+2d+8)×(n0+2d+8)，其中，d为扩充层数，其值为不小于(m1-m0)/2和(n1-n0)/2的最小整数，临时图像数据Ia，Ib，Ic的中心m0×n0区域数值设置为I0，其余区域均为0.优选地，该方法采用9阶服从高斯分布的归一化扩充算子。优选地，所述步骤S2包括：S21、将扩充算子中心移动到待计算的某个点，使算子作用到以该点为中心9乘9大小的区域上，将对应位置的数值相乘并累加可得：S22、对上述公式进行补偿，可得：S23、根据步骤S21和S22的计算公式，确定计算的某个点的数值：优选地，所述步骤S3中所述顺时针扩充图像包括：S31、以实测图像占据临时图像Ia的中心区域，以中心区域I0的左上角点在Ia上对应的坐标为起点，顺时针逐点计算数值，完成单层扩充；S32、由内层至外层依次扩充，直至扩充至d层位置，获得顺时针扩充后的临时图像Ia。优选地，所述步骤S3中所述逆时针扩充图像包括：S33、以实测图像占据临时图像Ib的中心区域，以中心区域I0的左上角点在Ib上对应的坐标为起点，逆时针逐点计算数值，完成单层扩充；S34、由内层至外层依次扩充，直至扩充至d层位置，获得逆时针扩充后的临时图像Ib。优选地，所述步骤S4包括：S41、将顺时针扩充后的临时图像Ia和逆时针扩充后的临时图像Ib取平均值：Iab＝(Ia+Ib)/2；S42、将扩充算子逐点作用到Iab上，可得：S43、将Ic中心m0×n0区域数值设置为I0，并按照m1×n1进行裁剪，去掉边缘部分，最终得到扩充后的图像。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案，解决了仿真试验中实测数据与光学成像场景生成器视场角不匹配时的应用问题，能够在不影响探测系统工作的前提下按照场景生成器视场角对实测数据进行快速扩充，保障了光学仿真试验的顺利进行，具有广阔的应用前景。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1示出本专利技术所述扩充方法的方法流程图；图2示出本专利技术所述单点数值计算的示意图；图3示出本专利技术所述顺时针图像扩充的示意图。附图标号1、扩充算子，2、未扩充的图像点，3、已扩充/原有的图像点，4、待扩充。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。本专利技术公开了一种用于光学场景图像的快速扩充方法，该方法的步骤包括：S1、获取实测图像，并确定该图像的扩充图像尺寸和扩充算子；所述步骤S1包括：S11、获取尺寸为m0×n0的实测图像；S12、根据视场角与像素的转换关系确定扩充后图像的最大尺寸为m1×n1，该扩充后图像的图像中心区域为实测图像m0×n0的图像数据，其余部分为扩充数据；S13、根据扩充图像的尺寸和像素，选用9阶服从高斯分布的归一化扩充算子对图像进行扩充；S14、为扩充图像准备临时图像数据Ia，Ib，Ic，临时图像的大小均为(m0+2d+8)×(n0+2d+8)，其中，d为扩充层数，其值为不小于(m1-m0)/2和(n1-n0)/2的最小整数，临时图像数据Ia，Ib，Ic的中心m0×n0区域数值设置为I0，其余区域均为0。S2、计算图像中单个像素点的数值，并从内到外进行逐层扩充；所述步骤S2包括：S21、将扩充算子中心移动到待计算的某个点，使算子作用到以该点为中心9乘9大小的区域上，将对应位置的数值相乘并累加可得：S22、对上述公式进行补偿，可得：S23、根据步骤S21和S22的计算公式，确定计算的某个点的数值：S3、分别获取顺时针和逆时针的扩充图像；所述步骤S3中所述顺时针扩充图像包括：S31、以实测图像占据临时图像Ia的中心区域，以中心区域I0的左上角点在Ia上对应的坐标为起点，顺时针逐点计算数值，完成单层扩充；S32、由内层至外层依次扩充，直至扩充至d层位置，获得顺时针扩充后的临时图像Ia。所述步骤S3中所述逆时针扩充图像包括：S33、以实测图像占据临时图像Ib的中心区域，以中心区域I0的左上角点在Ib上对应的坐标为起点，逆时针逐点计算数值，完成单层扩充；S34、由内层至外层依次扩充，直至扩充至d层位置，获得逆时针扩充后的临时图像Ib。S4、对获取的顺时针扩充图像和逆时针扩充图像取平均值，获得最终扩充的图像；所述步骤S4包括：S41、将顺时针扩充后的临时图像Ia和逆时针扩充后的临时图像Ib取平均值：Iab＝(Ia+Ib)/2；S42、将扩充算子逐点作用到Iab上，可得：S43、将Ic中心m0×n0区域数值设置为I0，并按照m1×n1进行裁剪，去掉边缘部分，最终得到扩充后的图像。下面通过一组实施例对本专利技术做进一步说明：本实例提供一种光学场景图像快速扩充方法，该方法的具体步骤为：第一步确定图像尺寸和扩充算子假设实测图像尺寸为m0×n0，根据视场角与像素的转换关系确定扩充后的图像尺寸为m1×n1，其中图像中心m0×n0区域对应图像为实测数据，其余部分为扩充数据。设实测图像为I0，表示实测图像中第(i,j)个点的数据值。选取9阶服从高斯分布的归一化扩充算子：Pi,j表示算子中第(i,j)个点的数据值。设定临时图像数据Ia,Ib,Ic，大小均为(m0+2d+8)×(n0+2d+8)。其中d为不小于(m1-m0)/2和(n1-n0)/2的最小整数，d的选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学场景图像的快速扩充方法，其特征在于，该方法的步骤包括：S1、获取实测图像，并确定该图像的扩充图像尺寸和扩充算子；S2、计算图像中单个像素点的数值，并从内到外进行逐层扩充；S3、分别获取顺时针和逆时针的扩充图像；S4、对获取的顺时针扩充图像和逆时针扩充图像取平均值，获得最终扩充的图像。

【技术特征摘要】
1.一种用于光学场景图像的快速扩充方法，其特征在于，该方法的步骤包括：S1、获取实测图像，并确定该图像的扩充图像尺寸和扩充算子；S2、计算图像中单个像素点的数值，并从内到外进行逐层扩充；S3、分别获取顺时针和逆时针的扩充图像；S4、对获取的顺时针扩充图像和逆时针扩充图像取平均值，获得最终扩充的图像。2.根据权利要求1所述的快速扩充方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11、获取尺寸为m0×n0的实测图像，设为I0，其中表示实测图像中第(i,j)个点的数据值；S12、根据视场角与像素的转换关系确定扩充后图像的最大尺寸为m1×n1，该扩充后图像的图像中心区域为实测图像m0×n0的图像数据，其余部分为扩充数据；S13、根据扩充图像的尺寸和像素，选用归一化扩充算子对图像进行扩充；S14、为扩充图像准备临时图像数据Ia，Ib，Ic，临时图像的大小均为(m0+2d+8)×(n0+2d+8)，其中，d为扩充层数，临时图像数据Ia，Ib，Ic的中心m0×n0区域数值设置为I0，其余区域均为0。3.根据权利要求2所述的快速扩充方法，其特征在于，该方法采用9阶服从高斯分布的归一化扩充算子。4.根据权利要求2所述的快速扩充方法，其特征在于，所述临时图像的大小不小于(m1-m0)/2和(n1-n0)/2的最小整数。5.根据权利要求1所述的快速扩充方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超磊，陶渝辉，
申请(专利权)人：北京仿真中心，
类型：发明
国别省市：北京,11