CN108805895A - 一种发射装药炮口闪光强度视频图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发射装药炮口闪光强度视频图像处理方法，主要适用于对发射装药炮口闪光的可见光波段视频图像处理。该方法主要通过将炮口闪光视频转换为图像序列，对图像进行灰度化处理，利用图像序列与基准光源图像之间的灰度差异，通过图像处理计算炮口闪光的平均强度。该方法解决了发射药装药炮口闪光强度的测量定量化评价问题，实现了炮口闪光特性测量技术的新突破。

Description

一种发射装药炮口闪光强度视频图像处理方法
技术领域
本发明涉及一种视频图像处理方法，适用于发射装药炮口闪光强度视频图像处理。
背景技术
炮口闪光是身管武器发射时发射药燃烧产物出炮口后初次焰、中间焰及二次焰的总称。强烈的炮口闪光可使操作人员造成短时间致盲，影响再次瞄准射击，也可使制导系统产生强烈的干扰无法跟踪目标，还很容易暴露自身位置，遭受敌方打击。
目前，测试炮口闪光强度的方法主要有B门照相法、转鼓摄影法、光谱测温法等。照相机B门法拍摄的是炮口闪光在其持续时间内的闪光的累积照片，从照片上定性地分析闪光的强弱。采用人工判读照片的方法来确定闪光的强弱是不准确的。随着计算机技术的发展及图像处理技术的成熟，处理闪光强弱的问题已基本解决，但其判读误差仍很大，原因如下：(1)相机的参数选取、胶卷种类不同及冲洗胶卷等环节所引起的误差；(2)炮口闪光变化不规则、空间分布规律不同且边界分明，在处理照片时，加权系数的选择方法尚无统一的标准可循。转鼓法和B门法的主要区别是转鼓法能测量出闪光的持续时间，拍摄到的照片中某一时刻的闪光图片是闪光在该时刻全空间内的累积。但仍不能定量分析炮口闪光的强弱，不能定量分析闪光的变化规律。美国利用具有人眼响应波段的光敏二极管测量了炮口闪光的强度，得到了不受环境光线影响的测试结果。综上，炮口闪光强度的评价以定型评价为主，缺乏闪光强度定量评价的手段。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种发射装药炮口闪光强度视频图处理方法。
本发明提供的发射装药炮口闪光强度视频图处理方法，步骤如下：
(1)对基准光源图像进行灰度处理，基准光源灰度值fbase对应的强度值为Lbase；
(2)对发射装药炮口闪光视频图像进行分帧，将其转化为炮口闪光图像序列，并对闪光图像序列进行灰度处理；
(3)对炮口闪光图像序列进行图像分割，采用自适应的大津阈值分割方法将炮口闪光区域与背景区域分割开来。大小为M×N像素的图像灰度级为L，在(i,j)点处的灰度值记为f(i,j)，灰度值k(0＜k＜L-1)的频率记为p(k)，假设用t则有作为炮口闪光区域的灰度阈值，炮口闪光区域与背景区域分别为|f(i,j)≤t|和|f(i,j)>t|，自适应的分割阈值g的计算公式如下，分割后的炮口闪光区域大小为m×n。
其中：
ω0(t)——炮口闪光区域在炮口闪光图像中的比例，用公式计算；
μ0(t)——炮口闪光区域的平均灰度值，用公式计算；
ω1(t)——背景区域在炮口闪光图像中的比例，用公式计算；
μ1(t)——背景区的平均灰度值，用公式计算；
μ——炮口闪光图像的总灰度平均值，用公式μ＝ω0(t)μ0(t)+ω1(t)μ1(t)计算。
(4)大小为m×n像素的炮口闪光区域内的任意像素点的强度值Lm×n(i,j)：
(5)对炮口闪光区域m×n内所有像素点求平均值，获得单幅炮口闪光图像的平均强度值Lm×n：
本发明优点：通过对发射装药炮口闪光视频的处理，可以获得闪光图像上任意点的强度值，也可以获得单幅闪光图像的平均强度值，解决了炮口闪光强度定量评价的问题，可为改进炮口闪光有害现象提供数据支撑。
附图说明
图1炮口闪光轮廓图
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明作进一步的详述。
(1)对基准光源图像进行灰度处理，则基准光源灰度值fbase＝35对应的强度值为Lbase＝95000lx；
(2)对发射装药炮口闪光视频进行分帧，并转化为图像序列，进行灰度处理；
(3)对炮口闪光图像序列进行图像分割，将炮口闪光与背景分割开来，分割后的图像中白色区域为闪光图像，黑色区域为背景，如图1所示；
(4)炮口闪光区域m×n内的任意像素点的强度值：
(5)对炮口闪光区域m×n内所有像素点求均值，获得单幅炮口闪光图像的平均强度值：
对具体计算结果如下：
幅数 1 2 6 10 20 30 37
L/lx 198775 104032 1293388 1198861 585742 104731 19289

Claims (1)

1.一种发射装药炮口闪光强度视频图像处理方法，其特征在于步骤如下：
(1)对基准光源图像进行灰度处理，基准光源灰度值fbase对应的强度值为Lbase；
(2)对发射装药炮口闪光视频图像进行分帧，将其转化为炮口闪光图像序列，进行灰度处理；
(3)对炮口闪光图像序列进行图像分割，采用自适应的大津阈值分割方法将炮口闪光区域与背景区域分割开来，大小为M×N像素的图像灰度级为L，在(i,j)点处的灰度值记为f(i,j)，灰度值k(0＜k＜L-1)的频率记为p(k)，用t作为炮口闪光区域的灰度阈值，炮口闪光区域与背景区域分别为|f(i,j)≤t|和|f(i,j)>t|，分割后的炮口闪光区域大小为m×n，自适应的分割阈值g计算如下：
其中：
ω0(t)——炮口闪光区域在炮口闪光图像中的比例，用公式计算；
μ0(t)——炮口闪光区域的平均灰度值，用公式计算；
ω1(t)——背景区域在炮口闪光图像中的比例，用公式计算；
μ1(t)——背景区的平均灰度值，用公式计算；
μ——炮口闪光图像的总灰度平均值，用公式μ＝ω0(t)μ0(t)+ω1(t)μ1(t)计算；
(4)区域m×n内的任意像素点的强度值
(5)对区域m×n内所有像素点求平均值，获得单幅炮口闪光图像的平均强度值
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