[发明专利]基于NURBS曲面拟合的气动光学热辐射效应校正方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于NURBS曲面拟合的气动光学热辐射效应校正方法及装置，其包括：获取气动热辐射效应的退化图像；采用高斯金字塔滤除退化图像中的高频成分，得到高斯金字塔顶层图像；提取高斯金字塔顶层图像中的像素点为NURBS曲面的拟合像素点；分别计算拟合像素点行方向与列方向的节点矢量，并利用行方向与列方向的节点矢量构建NURBS曲面的基底函数矩阵；基于NURBS曲面反算法计算NURBS曲面的控制点向量，并根据控制点向量进行曲面修正得到NURBS曲面的新权因子；建立基于NURBS曲面拟合的热辐射效应校正模型，交替迭代估计NURBS曲面的基底函数矩阵、控制点向量，并输出满足预设要求的清晰图像及热辐射效应层图像。本发明可以对退化图像进行有效校正，得到清晰图像。

技术领域

本发明涉及气动光学图像处理技术领域，尤其涉及一种基于NURBS（Non-UniformRational BSplines，非均匀有理B样条）曲面拟合的气动光学热辐射效应校正方法及装置。

背景技术

二十一世纪是飞行器高速发展的时代，随着飞行器速度日新月异的突破，当飞行器在大气层中以高超音速飞行时，因与空气的相互摩擦与作用产生强烈且复杂的气动流场，并使光学窗口温度急剧上升，高温气体使光学窗口产生严重的气动光学热辐射效应噪声，使图像背景局部亮度增加，成像质量下降，对高速飞行器的光学成像探测窗口和光学导航定位系统造成很大困扰。

现有技术中通常采用多项式拟合曲面以校正气动热辐射图像，但是利用多项式拟合曲面对于非线性和具有相关性多项式的数据难以建模，也难以拟合数据高度复杂的自由曲面。因此如何有效地拟合各种复杂条件下的气动热辐射图像并校正是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种基于NURBS曲面拟合的气动光学热辐射效应校正方法及装置，用以解决如何有效地拟合各种复杂条件下的气动热辐射图像并校正的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种基于NURBS曲面拟合的气动光学热辐射效应校正方法，包括：

获取气动热辐射效应的退化图像；

采用高斯金字塔滤除退化图像中的高频成分，得到高斯金字塔顶层图像;

提取高斯金字塔顶层图像中的像素点为NURBS曲面的拟合像素点；

分别计算拟合像素点行方向与列方向的节点矢量，并利用行方向与列方向的节点矢量构建NURBS曲面的基底函数矩阵；

基于NURBS曲面反算法计算NURBS曲面的控制点向量，并根据控制点向量进行曲面修正得到NURBS曲面的新权因子；

建立基于NURBS曲面拟合的热辐射效应校正模型，交替迭代估计NURBS曲面的基底函数矩阵、控制点向量，并输出满足预设要求的清晰图像及热辐射效应层图像。

可选的，采用高斯金字塔滤除退化图像中的高频成分，得到高斯金字塔顶层图像，包括：

利用高斯模糊核对退化图像进行卷积操作，得到卷积对象；

将卷积对象进行循环下采样操作，得到高斯金字塔顶层图像。

可选的，分别计算拟合像素点行方向与列方向的节点矢量，并利用行方向与列方向的节点矢量构建NURBS曲面的基底函数矩阵，包括：

依据弦长划分法对拟合像素点的行方向与列方向进行参数化操作，得到拟合像素点的第一参数方向与第二参数方向；

分别设定拟合像素点每一参数方向的拟合次数，并根据每一参数方向的拟合次数计算拟合像素点每一参数方向的节点矢量；

对每一参数方向的节点向量进行递推，构建关于NURBS曲面的基底函数矩阵。

可选的，基于NURBS曲面反算法计算NURBS曲面的控制点向量，包括：