目标与背景温差的计算方法和装置、评估方法及系统与流程

1.本发明涉及一种伪装评估中目标与背景温差的计算方法和装置、伪装评估方法和系统。


背景技术：

2.随着红外探测、制导技术的广泛应用，为了提高武器装备的生存能力，需要对目标进行红外伪装。红外伪装效果评估有两个指标：一个是目标与背景的温差，另一个是目标红外斑点尺寸。其中，目标红外斑点尺寸反应的是目标与背景温差的边界，因此准确测试目标、背景的平均温度在红外伪装评估中非常重要。
3.目前，通常采用红外热像仪拍照测试出目标与背景的温差。具体地，在红外热像仪拍照得到的红外热图上，由测试人员人工圈出目标和背景区域，由红外热像仪自带的程序计算目标和背景区域的平均温度和两者温差。由于该方法需要在红外热像仪专用程序中手动操作寻找目标、背景区域，不同人员操作或同一人员多次操作的结果都不一样，故存在测试结果精度低的问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种伪装评估中目标与背景温差的计算方法和装置、伪装评估方法和系统，能提高目标与背景温差的计算精度，从而提高伪装评估中测试结果的精度。
5.第一方面，本发明提供一种伪装评估中目标与背景温差的计算方法，包括：获取待测图像的二值图像和目标的二值图像；根据目标的二值图像及特征比对，在待测图像的二值图像中确定目标区域和背景区域；获取目标区域每个像素点的温度和背景区域每个像素点的温度；根据以下公式计算出待测图像的目标与背景的温差：
[0006][0007]
其中，δt为温差，为目标区域的平均温度，为背景区域的平均温度。
[0008]
优选地，目标区域的平均温度其中，s1为目标区域，n1为目标区域像素，t
s1
为目标区域每个像素点的温度，背景区域的平均温度其中，s2为背景区域，n2为背景区域像素，t
s2
为背景区域每个像素点的温度。
[0009]
优选地，所述获取待测图像的二值图像，具体包括：获取待测图像的红外热图；获取与待测图像的红外热图对应的光学图像；将光学图像转化为二值图像，得到待测图像的二值图像。
[0010]
优选地，所述获取目标区域每个像素点的温度和背景区域每个像素点的温度，具体包括：获取待测图像的红外热图的温度分布文件；从温度分布文件中获取目标区域每个像素点的温度和背景区域每个像素点的温度。
[0011]
优选地，所述获取待测图像的红外热图，具体包括：采用红外热像仪获取待测图像的红外热图。获取待测图像的红外热图的温度分布文件，具体包括：采用红外热像仪获取待测图像的红外热图的温度分布文件。
[0012]
优选地，所述获取与待测图像的红外热图对应的光学图像，具体包括：采用双目摄像机获取与待测图像的红外热图对应的光学图像。所述将光学图像转化为二值图像，具体包括：采用matlab软件将光学图像转换为二值图像。
[0013]
第二方面，本发明还提供一种伪装评估方法，包括：采用第一方面中所述的伪装评估中目标与背景温差的计算方法得到待测图像的目标与背景的温差；判断待测图像的目标与背景的温差是否小于预设阈值，并根据判断结果来确定伪装效果：在判断结果为是时，确定待测图像的伪装效果符合要求；在判断结果为否时，确定待测图像中的目标需进行伪装优化。
[0014]
第三方面，本发明还提供一种伪装评估中目标与背景温差的计算装置，包括第一获取模块、确定模块、第二获取模块和计算模块。
[0015]
第一获取模块，用于获取待测图像的二值图像和目标的二值图像。确定模块，与第一获取模块连接，用于根据目标的二值图像及特征比对，在待测图像的二值图像中确定目标区域和背景区域。第二获取模块，用于获取目标区域每个像素点的温度和背景区域每个像素点的温度。计算模块，与确定模块和第二获取模块连接，用于根据以下公式计算出待测图像的目标与背景的温差：
[0016][0017]
其中，δt为温差，为目标区域的平均温度，为背景区域的平均温度。
[0018]
优选地，目标区域的平均温度其中，s1为目标区域，n1为目标区域像素，t
s1
为目标区域每个像素点的温度。背景区域的平均温度其中，s2为背景区域，n2为背景区域像素，t
s2
为背景区域每个像素点的温度。
[0019]
第一获取模块包括第一获取单元、第二获取单元和转化单元。第一获取单元，用于获取待测图像的红外热图。第二获取单元，与第一获取单元连接，用于获取与待测图像的红外热图对应的光学图像。转化单元，与第二获取单元连接，用于将光学图像转化为二值图像，得到待测图像的二值图像。
[0020]
优选地，第二获取模块包括第三获取单元和第四获取单元。第三获取单元，用于获取待测图像的红外热图的温度分布文件。第四获取单元，与第三获取单元连接，用于从温度分布文件中获取目标区域每个像素点的温度和背景区域每个像素点的温度。
[0021]
第四方面，本发明还提供一种伪装评估系统，包括判断装置和第三方面中所述的伪装评估中目标与背景温差的计算装置。
[0022]
所述伪装评估中目标与背景温差的计算装置，用于计算得到待测图像的目标与背景的温差。判断装置，与所述伪装评估中目标与背景温差的计算装置连接，用于判断待测图像的目标与背景的温差是否小于预设阈值，并根据判断结果来确定伪装效果：在判断结果为是时，确定待测图像的伪装效果符合要求；在判断结果为否时，确定待测图像中的目标需进行伪装优化。
[0023]
本发明的伪装评估中目标与背景温差的计算方法和装置，通过获取待测图像的二值图像，且根据目标的二值图像在待测图像的二值图像中确定目标区域和背景区域，再根据目标区域和背景区域的平均温度能够计算出目标与背景的温差。由于二值图像中的任何像素点的灰度均为0或者255，分别代表黑色和白色，对于区分目标区域和背景区域较为显著，故基于二值图像计算得到的温差准确性高，从而能够提高伪装测试结果的精度。
[0024]
相应的，采用上述计算方法的伪装评估方法或采用上述装置的伪装评估系统，由于其中的伪装测试结果的精度得以提高，因此伪装评估方法和系统的评估准确度也得到了大大的提升。
附图说明
[0025]
图1为本发明实施例1提供的伪装评估中目标与背景温差的计算方法的流程示意图；
[0026]
图2为本发明实施例3提供的伪装评估中目标与背景温差的计算装置的结构示意图。
具体实施方式
[0027]
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
[0028]
实施例1：
[0029]
本实施例提供一种伪装评估中目标与背景温差的计算方法，主要可以应用于红外伪装效果评估的场景，如图1所示，该计算方法包括：
[0030]
步骤101，获取待测图像的二值图像和目标的二值图像。
[0031]
步骤102，根据目标的二值图像及特征比对，在待测图像的二值图像中确定目标区域和背景区域。
[0032]
步骤103，获取目标区域每个像素点的温度和背景区域每个像素点的温度。
[0033]
步骤104，根据以下公式计算出待测图像的目标与背景的温差：
[0034][0035]
其中，δt为温差，为目标区域的平均温度，为背景区域的平均温度。
[0036]
本实施例中，二值图像是指在图像中的灰度等级只有两种，也就是说，图像中的任何像素点的灰度值均为0或者255，分别代表黑色和白色。可通过光学摄相机或包含有光学相机的双目摄像机获取待测图像的光学图像，再将光学图像转化为二值图像，采用二值图像，可准确区分目标区域和背景区域，使得根据二值图像计算得到的温差的准确度高。由于该方法应用于红外伪装场景，故目标是确定的，从而获取目标的二值图像是比较容易得到的。
[0037]
可选地，目标区域的平均温度其中，s1为目标区域，n1为目标区域像素，t
s1
为目标区域每个像素点的温度，背景区域的平均温度其中，s2为背景区域，n2为背景区域像素，t
s2
为背景区域每个像素点的温度。
[0038]
本实施例中，通过获取目标区域和背景区域每个像素点的温度，继而对获取的温度求取平均值，得到目标区域和背景区域的平均温度，根据平均温度求温差，进一步提高目标与背景的温差的准确度。
[0039]
可选地，步骤101中的获取待测图像的二值图像，具体包括：
[0040]
步骤1011，获取待测图像的红外热图。
[0041]
步骤1012，获取与待测图像的红外热图对应的光学图像。
[0042]
步骤1013，将光学图像转化为二值图像，得到待测图像的二值图像。
[0043]
可选地，步骤103：获取目标区域每个像素点的温度和背景区域每个像素点的温度，具体包括：获取待测图像的红外热图的温度分布文件；从温度分布文件中获取目标区域每个像素点的温度和背景区域每个像素点的温度。
[0044]
本实施例中，红外热图的温度分布文件中包括目标区域和背景区域的所有像素点，及各像素点相应的温度值。
[0045]
可选地，所述获取待测图像的红外热图，具体包括：采用红外热像仪获取待测图像的红外热图。
[0046]
可选地，获取待测图像的红外热图的温度分布文件，具体包括：采用红外热像仪获取待测图像的红外热图的温度分布文件。
[0047]
可选地，所述获取与待测图像的红外热图对应的光学图像，具体包括：采用双目摄像机获取与待测图像的红外热图对应的光学图像。其中，双目摄像机包括红外热像仪的摄像头，还包括光学相机的摄像头，从而能获取一致的待测图像的相关图像数据。
[0048]
本实施例中，优选双目摄像机是为了更好地获得同一待测图像的红外热图和光学图像，换言之，得到待测图像的两种不同的图像格式，两种不同的图像格式具有相同的像素数量。
[0049]
可选地，所述将光学图像转化为二值图像，具体包括：采用matlab软件或其他数字图像处理软件将光学图像转换为二值图像。
[0050]
本发明的伪装评估中目标与背景温差的计算方法中，首先，由于二值图像能显著区分目标区域和背景区域，故基于二值图像计算目标与背景的平均温度的温差，能得到准确性高的温差结果。由于本实施例是基于空中拍摄的红外热图进行分析，特别适合以卫星作为威胁的红外伪装评估场景。其次，根据待测图像的二值图像相应的红外热图及红外热图的温度分布文件，准确得到二值图像中目标与背景区域的各像素点的温度，继而通过计算温度的平均值得到准确性高的温差。再次，本实施例采用光学相机和红外热像仪获取相关图像数据的途径简便。进一步地，本方法中所有图像输入和输出的格式均为标准格式，故本实施例得到的温差结果能被其他红外伪装评估软件读取，本方法的适应性较广。
[0051]
实施例2：
[0052]
本实施例提供一种伪装评估方法，包括：
[0053]
步骤201，采用实施例1所述的伪装评估中目标与背景温差的计算方法得到待测图像的目标与背景的温差。
[0054]
步骤202，判断待测图像的目标与背景的温差是否小于预设阈值，并根据判断结果来确定伪装效果：在判断结果为是时，确定待测图像的伪装效果符合要求；在判断结果为否时，确定待测图像中的目标需进行伪装优化。
[0055]
由于实施例1计算得到的目标与背景的温差的准确度高，故伪装评估方法的准确度相应也高。且由于计算方法的获取数据途径简便，使得伪装评估方法的效果更高。
[0056]
实施例3：
[0057]
如图2所示，本实施例提供一种伪装评估中目标与背景温差的计算装置，包括第一获取模块31、确定模块32、第二获取模块33和计算模块34。
[0058]
第一获取模块31，用于获取待测图像的二值图像和目标的二值图像。
[0059]
确定模块32，与第一获取模块31连接，用于根据目标的二值图像及特征比对，在待测图像的二值图像中确定目标区域和背景区域。
[0060]
第二获取模块33，用于获取目标区域每个像素点的温度和背景区域每个像素点的温度。
[0061]
计算模块34，与确定模块32和第二获取模块33连接，用于根据以下公式计算出待测图像的目标与背景的温差：
[0062][0063]
其中，δt为温差，为目标区域的平均温度，为背景区域的平均温度。
[0064]
可选地，目标区域的平均温度其中，s1为目标区域，n1为目标区域像素，t
s1
为目标区域每个像素点的温度。背景区域的平均温度其中，s2为背景区域，n2为背景区域像素，t
s2
为背景区域每个像素点的温度。
[0065]
可选地，第一获取模块包括第一获取单元、第二获取单元和转化单元。
[0066]
第一获取单元，用于获取待测图像的红外热图。
[0067]
第二获取单元，与第一获取单元连接，用于获取与待测图像的红外热图对应的光学图像。
[0068]
转化单元，与第二获取单元连接，用于将光学图像转化为二值图像，得到待测图像的二值图像。
[0069]
可选地，第二获取模块包括第三获取单元和第四获取单元。
[0070]
第三获取单元，用于获取待测图像的红外热图的温度分布文件。
[0071]
第四获取单元，与第三获取单元连接，用于从温度分布文件中获取目标区域每个像素点的温度、背景区域每个像素点的温度。
[0072]
实施例4：
[0073]
本实施例提供一种伪装评估系统，包括判断装置和实施例3所述的伪装评估中目标与背景温差的计算装置。
[0074]
所述伪装评估中目标与背景温差的计算装置，用于计算得到待测图像的目标与背景的温差。
[0075]
判断装置，与所述伪装评估中目标与背景温差的计算装置连接，用于判断待测图像的目标与背景的温差是否小于预设阈值，并根据判断结果来确定伪装效果：在判断结果为是时，确定待测图像的伪装效果符合要求；在判断结果为否时，确定待测图像中的目标需进行伪装优化。
[0076]
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施
方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。