The invention discloses a halo simulation method in low-light-level television imaging, which mainly solves the problems of high cost and low efficiency of traditional experimental research methods. The implementation steps are: (1) on the OGRE-based three-dimensional scene simulation platform, the three-dimensional model of strong light source and low-light-level television imaging device is imported to generate three-dimensional low-light-level scene; (2) in three-dimensional low-light-level scene, according to the law of electronic movement inside the low-light-level television system, photoelectric conversion principle and micro-channel plate scattering theory, the amount of electrons reaching the fluorescent screen is counted; (3) in order to reach the fluorescent screen's television. Based on the sub-quantities, the simulation of halo gray distribution is realized by the principle of voltage signal conversion and gray-scale quantization. The invention has high precision, wide adaptability and strong real-time performance, and can realize accurate simulation of imaging of strong light source in low-light-level television system.
【技术实现步骤摘要】
微光电视成像中的光晕仿真方法
本专利技术属于计算机仿真
,特别涉及一种微光电视成像中的光晕仿真方法,可用于强光源下的微光场景目标识别领域。
技术介绍
当强光源,如路灯、车灯、照明弹等出现在微光电视系统视场内时,系统输出图像上该光点周围会形成光晕。光晕上的局部强光会掩盖周围弱信号,直接影响系统的成像分辨率和信噪比;而且在光源尺寸、观测距离等因素不变的同一观测条件下,不同型号成像系统输出图像上光晕的尺寸不同。因此,研究光晕的定量表征及其仿真方法对于在强光源下目标的识别,图像分辨率和信噪比的提高等都有重要的实用价值。近年来,国内外学者对微光电视成像中的光晕主要进行了以下两个方面的研究:(1)通过用空心管代替微通道管,在不同光源下进行实验,分析影响系统输出图像中光晕的主要因素;(2)通过改变光源,改变像增强器的参数等条件进行实验,研究影响光晕尺寸的因素。在这些文献中,都没有进一步研究系统输出图像中光晕的精确定量表征,从而造成微光电视成像仿真输出图像的精确度低和光源适用范围小的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述已有技术的不足,提出一种微光电视成像中的光晕仿真方法,以给出图像中光晕的定量表征,提高微光电视成像仿真输出图像的精确度,扩大微光电视成像仿真光源的适用范围。实现本专利技术目的的技术解决方案是:根据微光电视成像系统光电转换原理、微通道板散射理论来分析由强光源产生的电子运动到微通道板的运动规律;依据能量守恒定律,计算电子在微通道板表面不同运动状态下,碰撞电子的偏移距离和每个像素位置接收的电子数;结合系统电压信号转换原理及灰度量化原理,计算这些电子 ...
【技术保护点】
1.一种微光电视成像中的光晕仿真方法,包括如下步骤:(1)输入强光源和光学透镜、光电阴极、电子透镜、微通道板、荧光屏这些构成微光电视成像器件的标定参数,利用3Dmax软件生成强光源和微光电视成像器件的三维模型,并将该三维模型导入基于OGRE的三维场景仿真程序中,生成微光三维场景;(2)根据微光三维场景中的表面材质反射率ρ和背景光的光照度E,以及强光源的光亮度L,计算光学透镜表面的光亮度La(i,j),其中(i,j)为光学透镜表面面元的二维坐标;(3)根据光学透镜表面的光亮度La(i,j),通过光电转换计算光电阴极表面受到光照产生的电子数n(i,j);(4)根据能量守恒定律,计算光电阴极表面电子经过电子透镜到达微通道板时偏移距离s1(i,j)(4a)根据能量守恒定律,计算光电阴极表面电子经过电子透镜到达微通道板时的速度V1(i,j)和该速度与电子透镜法线的夹角θ1(i,j),通过如下公式计算:V1(i,j)=V02+2eume]]>θ1(i,j)=arctanV0sinθ0(V0cosθ0)2+2eume]]>其中V0、θ0表示光电阴极表面产生电子的初始速度、初始角度,e表示单个电子的电 ...
【技术特征摘要】
1.一种微光电视成像中的光晕仿真方法,包括如下步骤:(1)输入强光源和光学透镜、光电阴极、电子透镜、微通道板、荧光屏这些构成微光电视成像器件的标定参数,利用3Dmax软件生成强光源和微光电视成像器件的三维模型,并将该三维模型导入基于OGRE的三维场景仿真程序中,生成微光三维场景;(2)根据微光三维场景中的表面材质反射率ρ和背景光的光照度E,以及强光源的光亮度L,计算光学透镜表面的光亮度La(i,j),其中(i,j)为光学透镜表面面元的二维坐标;(3)根据光学透镜表面的光亮度La(i,j),通过光电转换计算光电阴极表面受到光照产生的电子数n(i,j);(4)根据能量守恒定律,计算光电阴极表面电子经过电子透镜到达微通道板时偏移距离s1(i,j)(4a)根据能量守恒定律,计算光电阴极表面电子经过电子透镜到达微通道板时的速度V1(i,j)和该速度与电子透镜法线的夹角θ1(i,j),通过如下公式计算:V1(i,j)=V02+2eume]]>θ1(i,j)=arctanV0sinθ0(V0cosθ0)2+2eume]]>其中V0、θ0表示光电阴极表面产生电子的初始速度、初始角度,e表示单个电子的电荷量,m0表示单个电子的质量,u表示电子透镜与微通道板间的工作电压;(4b)根据电子到达微通道板时的速度V1(i,j)和该速度与电子透镜法线的夹角θ1(i,j),通过能量守恒定律计算其到达微通道板时的偏移距离si(i,j)s1(i,j)=(V1(i,j)cosθ1(i,j)-V0cosθ0)meV0sinθ0Deu]]>其中D表示电子透镜与微通道板之间距离;(5)根据微通道板散射理论,计算到达微通道板的电子经过微通道板多次散射后产生的偏移距离s(i,j);根据荧光屏像素点的二维分布,计算该偏移距离s(i,j)对应荧光屏的每个像素点位置(x,y),并统计每个像素点位置所接收的电子数ne(x,y),其中(x,y)为荧光屏表面所有像素点的二维坐标;(6)根据对应荧光屏的每个像素点位置所接收的电子数ne(x,y),通过荧光屏的电光转换计算荧光屏上所有像素点的灰度值Gray(x,y),这些灰度值在荧光屏表面的二维坐标中心点附近形成一种环状分布,这种环状分布即为光晕图像,并输出。2.根据权利要求1所述的一种微光电视成像中的光晕仿真方法,其中步骤(2)所述的计算光学透镜表面的光亮度La(i,j),通过如下公式计算:La(i,j)=ρ(LAcosθicosθj12+E)/π]]>其中A表示强光源面积,θi表示微光三维场景中的表面面元法线与强光源在光学透镜表面面元处的入射...
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