率，b表示红外弱小目标航迹的直线模型的截距，a和b的取值范围为：0 < aXl+b彡M ;
[0033] (6)合成仿真红外弱小目标图像：
[0034] (6a)按照下式，设置仿真红外弱小目标图像序列总帧数：
[0035] 0 < L < min ((N-X1) / Δ X，R)
[0036] 其中，L表示仿真红外弱小目标图像序列总帧数，min( ·)表示最小值操作，N表示 仿真红外弱小目标图像背景的列数，^表示红外弱小目标在仿真红外弱小目标图像序列第 1帧中的横坐标值，Δχ表示红外弱小目标运动速度，Δχ在0〈Δχ〈10范围内取值，R表示 原始红外图像背景序列总帧数；
[0037] (6b)将步骤（4b)中红外弱小目标像素灰度值s赋值给mXm像素块内像素 ，mXm 像素块是以（Xl，yi)为红外弱小目标型心的像素块，m在0<m< 10范围内取整数值，得到 仿真红外弱小目标图像，^表示红外弱小目标在第i帧仿真红外弱小目标图像背景航迹坐 标系中的横坐标值，〇 < X1S N，N表示仿真红外弱小目标图像背景的列数，y i表示红外弱 小目标在第i帧仿真红外弱小目标图像背景航迹坐标系中的纵坐标值，0 < yi< M，M表示 仿真红外弱小目标图像背景的行数；
[0038] (7)对仿真红外弱小目标图像背景帧数i进行累加 1操作；
[0039] (8)判断累加1后仿真红外弱小目标图像背景帧数是否等于仿真红外弱小目标图 像序列总帧数（L+1)，如果是，执行步骤（9);否则，执行步骤（2);
[0040] (9)输出仿真红外弱小目标图像序列。
[0041] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0042] 第一，由于本发明使用高性能红外热像仪采集真实红外图像背景序列作为原始红 外图像背景序列，克服了现有技术中当仿真生成红外场景图像时，需要场景进行分类并指 定纹理类型，建立场景三维模型，生成映射文件，载入大气参数模型、成像模型和大气参数 条件，完成红外场景图像的仿真输出，步骤复杂，计算量大，并且生成的红外弱小目标图像 序列缺失纹理细节特征，与真实的红外弱小目标图像相比存在较大失真缺陷，使得本发明 具有步骤简单，计算量小，仿真红外弱小目标图像真实度高，纹理细节特征丰富的优点。
[0043] 第二，由于本发明使用建模仿真方法，克服了现有技术中无法控制红外弱小目标 大小，红外弱小目标信噪比，红外弱小目标运动速度，红外弱小目标航迹的缺陷，使得本发 明具有红外弱小目标大小，红外弱小目标信噪比，红外弱小目标运动速度，红外弱小目标航 迹可控制的优点。
【附图说明】
[0044] 图1为本发明的流程图；
[0045] 图2为本发明的第50帧原始红外图像背景图；
[0046] 图3为本发明仿真红外弱小目标的航迹示意图；
[0047] 图4为本发明第50帧红外弱小目标图像中以红外弱小目标型心为中心的9X9大 小邻域示意图；
[0048] 图5为本发明第50帧仿真红外弱小目标图像示意图。
【具体实施方式】
[0049] 下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0050] 参照附图1，本发明的具体步骤如下。
[0051 ] 步骤1，采集红外图像背景。
[0052] 第1步，使用红外热像仪采集真实红外图像背景序列，得到原始红外图像背景序 列。
[0053] 本发明的实施中，真实红外图像背景序列为红外天空背景图像序列。图2所示的 为红外天空背景图像序列中第50帧红外天空背景图像，图2所示天空背景具有丰富纹理特 征。
[0054] 第2步，将原始红外图像背景序列的帧数i赋值为1。
[0055] 步骤2,仿真红外弱小目标图像背景。
[0056] 第1步，读入原始红外图像背景序列中第i帧原始红外图像背景，0 < i < R，R表 示原始红外图像背景序列总帧数。
[0057] 本发明的实施中，原始红外图像背景序列总帧数R为1000。
[0058] 第2步，设置第i帧原始红外图像背景裁剪的起始行和起始列，第i帧原始红外图 像背景裁剪的起始行大于〇小于原始红外图像背景的行数，第i帧原始红外图像背景裁剪 的起始列大于〇小于原始红外图像背景的列数。
[0059] 本发明的实施中，设置第i帧原始红外图像背景裁剪的起始行为150,设置第i帧 原始红外图像背景裁剪的起始列为150。
[0060] 第3步，裁剪第i帧原始红外图像背景，得到大小为MXN的仿真红外弱小目标图 像背景，M表示仿真红外弱小目标图像背景的行数，N表示仿真红外弱小目标图像背景的列 数，要求〇彡M彡A，0彡N彡B，A表示原始红外图像背景序列中每一帧图像的行数，B表示 原始红外图像背景序列中每一帧图像的列数。
[0061] 本发明的实施中，裁剪第i帧大小为480X625的原始红外图像背景，得到大小为 256X256的仿真红外弱小目标图像背景。
[0062] 步骤3,对仿真红外弱小目标图像背景边缘进行镜像扩展。
[0063] 第1步，将镜像扩展图像矩阵初始化为（M+2t) X (N+2t)，得到扩展图像矩阵，其 中，t表示仿真红外弱小目标图像背景扩展的宽度，M表示仿真红外弱小目标图像背景的行 数，~表示仿真红外弱小目标图像背景的列数，0〈七〈 1^11(1/4，"4)，1^11(*)表示最小值操 作。
[0064] 本发明的实施中，将镜像扩展图像矩阵初始化为276X276,得到大小为276X276 扩展图像矩阵。
[0065] 第2步，将仿真红外弱小目标图像背景赋值到扩展图像矩阵的第t+Ι行至t+M 行，第t+1列至t+N列的范围内，将扩展图像矩阵第2t+l至t+1行数据分别赋值到扩展图 像矩阵第1至t行，将扩展图像矩阵第M至t+M行数据分别赋值到扩展图像矩阵第2t+M 至t+M+1行，将扩展图像矩阵第2t+l至t+1列数据分别赋值到扩展图像矩阵第1至t列， 将扩展图像矩阵第N至t+N列数据分别赋值到扩展图像矩阵第2t+N至t+Ν+Ι列，得到 扩展仿真红外弱小目标图像背景，其中，M表示仿真红外弱小目标图像背景的行数，N表 示仿真红外弱小目标图像背景的列数，t表示仿真红外弱小目标图像背景扩展的宽度， 0〈t〈min (M/4, N/4)，min ( ·)表示最小值操作。
[0066] 本发明的实施中，将仿真红外弱小目标图像背景赋值到扩展图像矩阵的第11行 至266行，第11列至266列的范围内，将扩展图像矩阵第21至11行数据分别赋值到扩展 图像矩阵第1至10行，将扩展图像矩阵第256至266行数据分别赋值到扩展图像矩阵第 276至267行，将扩展图像矩阵第21至11列数据分别赋值到扩展图像矩阵第1至10列，将 扩展图像矩阵第256至266列数据分别赋值到扩展图像矩阵第276至267列，得到大小为 276X276的扩展仿真红外弱小目标图像背景。
[0067] 步骤4,创建红外弱小目标模型。
[0068] 第1步，设置红外弱小目标信噪比D，D在0<D< 20范围内取整数值。
[0069] 本发明的实施中，设置红外弱小目标信噪比为6。
[0070] 第2步，按照下式，计算红外弱小目标像素灰度值：
[0071] s = DX σ +μ
[0072] 其中，s表示红外弱小目标像素灰度值，D表示所设定的红外弱小目标信噪比，σ 表示以红外弱小目标型心为中心局部邻域内所有像素的标准差，μ表示以红外弱小目标型 心为中心局部邻域范围内所有像素的均值。
[0073] 本发明的实施中，以红外弱小目标型心为中心的局部邻域大小为9X9,包括81个 像素，σ表示以红外弱小目标型心为中心的9X9范围内所有像素的标准差，