一种光电环境分级系统和方法与流程

本发明涉及光电环境分级技术，尤其涉及一种光电环境分级系统和方法。
背景技术：
：光电环境是预估探测识别能力的决定性因素。不同环境条件下，光学监测设备对地观测成像获得的目标-背景在对比度或亮温差是不同的，恶劣的环境将严重限制目标探测识别的精确度。我国在光电环境的分级和标准化的研究方面尚处于起步阶段，并且一直局限于简单模式的分级方式，更没有形成统一的标准。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种光电环境分级系统和方法，用以解决建立统一的光电环境分级标准的问题。为实现上述目的，本发明提供了一种光电环境分级系统，该系统包括：接收模块，用于接收大气辐射衰减参数、背景环境影响参数和干扰影响参数；第一分级模块，用于分别对所述大气辐射衰减参数、所述背景环境影响参数和所述干扰影响参数进行分级，得到大气辐射衰减参数等级、背景环境影响参数等级和干扰影响参数等级；第二分级模块，根据所述大气辐射衰减参数等级、所述背景环境影响参数等级和所述干扰影响参数等级对光电环境复杂度进行综合评价，以得到光电环境等级。优选地，所述第一分级模块还用于根据所述大气辐射衰减参数等级对应的大气辐射衰减评价计算值，根据所述背景环境影响参数等级得到对应的背景环境影响评价计算值，根据所述干扰影响参数等级得到对应的干扰影响评价计算值；以及所述第二分级模块根据所述大气辐射衰减评价计算值、所述背景环境影响评价计算值和所述干扰影响评价计算值来计算光电环境复杂度综合评价值，并根据所述光电环境复杂度综合评价值得到所述光电环境等级。优选地，所述第一分级模块包括：大气辐射衰减参数分级子模块，用于根据大气能见度的距离分别对可见光波段的大气辐射衰减参数和中波红外波段的大气辐射衰减参数进行分级，分别得到可见光波段的大气辐射衰减参数等级和中波红外波段的大气辐射衰减参数等级；背景环境影响参数分级子模块，用于根据对比度对可见光波段的背景环境影响参数进行分级，得到可见光波段的背景环境影响参数等级，并根据亮温差对中波红外波段的背景环境影响参数进行分级，得到中波红外波段的背景环境影响参数等级；以及干扰影响参数分级子模块，用于根据干扰数量对所述干扰影响参数进行分级，得到所述干扰影响参数等级。优选地，所述第二分级模块包括：可见光波段综合分级子模块，用于根据可见光波段的所述大气辐射衰减参数等级、可见光波段的所述背景环境影响参数等级和所述干扰影响参数等级对可见光波段的光电环境复杂度进行综合评价，以得到可见光波段的光电环境等级；以及中波红外波段综合分级子模块，用于根据中波红外波段的所述大气辐射衰减参数等级、中波红外波段的所述背景环境影响参数等级和所述干扰影响参数等级对中波红外波段的光电环境复杂度进行综合评价，以得到中波红外波段的光电环境等级。优选地，所述光电环境等级分为简单光学环境等级、轻度复杂光学环境等级、中度复杂光学环境等级、较复杂光学环境等级和重度复杂光学环境等级。相应地，本发明还提供了一种光电环境分级方法，该方法包括：接收大气辐射衰减参数、背景环境影响参数和干扰影响参数；分别对所述大气辐射衰减参数、所述背景环境影响参数和所述干扰影响参数进行分级，得到大气辐射衰减参数等级、背景环境影响参数等级和干扰影响参数等级；以及根据所述大气辐射衰减参数等级、所述背景环境影响参数等级和所述干扰影响参数等级对光电环境复杂度进行综合评价，以得到光电环境等级。优选地，该方法还包括：根据所述大气辐射衰减参数等级对应的大气辐射衰减评价计算值，根据所述背景环境影响参数等级得到对应的背景环境影响评价计算值，根据所述干扰影响参数等级得到对应的干扰影响评价计算值；以及根据所述大气辐射衰减评价计算值、所述背景环境影响评价计算值和所述干扰影响评价计算值来计算光电环境复杂度综合评价值，并根据所述光电环境复杂度综合评价值得到所述光电环境等级。优选地，该方法还包括：根据大气能见度的距离分别对可见光波段的大气辐射衰减参数和中波红外波段的大气辐射衰减参数进行分级，分别得到可见光波段的大气辐射衰减参数等级和中波红外波段的大气辐射衰减参数等级；根据对比度对可见光波段的背景环境影响参数进行分级，得到可见光波段的背景环境影响参数等级，并根据亮温差对中波红外波段的背景环境影响参数进行分级，得到中波红外波段的背景环境影响参数等级；以及根据干扰数量对所述干扰影响参数进行分级，得到所述干扰影响参数等级。优选地，该方法还包括：根据可见光波段的所述大气辐射衰减参数等级、可见光波段的所述背景环境影响参数等级和所述干扰影响参数等级对可见光波段的光电环境复杂度进行综合评价，以得到可见光波段的光电环境等级；以及根据中波红外波段的所述大气辐射衰减参数等级、中波红外波段的所述背景环境影响参数等级和所述干扰影响参数等级对中波红外波段的光电环境复杂度进行综合评价，以得到中波红外波段的光电环境等级。优选地，所述光电环境等级分为简单光学环境等级、轻度复杂光学环境等级、中度复杂光学环境等级、较复杂光学环境等级和重度复杂光学环境等级。本发明通过分别对大气辐射衰减参数、背景环境影响参数和干扰影响参数进行分级并进行光电环境复杂度的综合分级，建立了一套光电环境的分级标准，有助于提高恶劣环境下的目标识别精确度。附图说明附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：图1是本发明提供的光电环境分级系统的框图；图2是本发明提供的另一光电环境分级系统的框图；以及图3是本发明提供的光电环境分级方法的流程图。具体实施方式以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明的范围。图1是本发明提供的光电环境分级系统的框图，如图1所示，该系统包括接收模块10、第一分级模块20和第二分级模块30。接收模块10用于接收大气辐射衰减参数、背景环境影响参数和干扰影响参数。大气辐射衰减参数是大气辐射的影响，在本发明中，接收模块10接收的大气辐射衰减参数可以是大气能见度。背景环境影响参数可以理解为自然背景环境因素对于目标光电特征探测识别影响参数，在本发明中，背景环境影响参数在可见光波段可以是对比度，在中波红外波段可以是亮温差。干扰影响参数可以理解为一些人造因素对目标光电特征探测识别的影响参数。第一分级模块20用于分别对大气辐射衰减参数、背景环境影响参数和干扰影响参数进行分级，得到大气辐射衰减参数等级、背景环境影响参数等级和干扰影响参数等级。具体来说，第一分级模块20对大气辐射衰减参数进行分级得到大气辐射衰减参数等级，对背景环境影响参数进行分级得到背景环境影响参数等级，并对干扰影响参数进行分级得到干扰影响参数等级。第二分级模块30根据大气辐射衰减参数等级、背景环境影响参数等级和干扰影响参数等级对光电环境复杂度进行综合评价，以得到光电环境等级。具体来说，为了能够实现对光电环境复杂度进行综合评价，第二分级模块30将大气辐射衰减参数等级、背景环境影响参数等级和干扰影响参数等级三者相结合通过预先设定的算法进行计算，以得到光电环境等级。图1所示的第一分级模块20还用于根据大气辐射衰减参数等级对应的大气辐射衰减评价计算值，根据背景环境影响参数等级得到对应的背景环境影响评价计算值，根据干扰影响参数等级得到对应的干扰影响评价计算值。为了使大气辐射衰减参数等级、背景环境影响参数等级和干扰影响参数能够参与预先设定的算法，可以为大气衰减参数等级预先设定对应的大气辐射衰减评价计算值，为背景环境影响参数等级预先设定对应的背景环境影响评价计算值，为干扰影响参数等级预先设定对应的干扰影响评价计算值。本发明中，可以根据具体所采用的用于对光电环境复杂度进行综合评价的算法来设定大气辐射衰减评价计算值，大气辐射衰减评价计算值可以是不同于大气衰减参数等级的值，也可以就是大气衰减参数等级。可以根据具体所采用的用于对光电环境复杂度进行综合评价的算法来设定背景环境影响评价计算值，背景环境影响评价计算值可以是不同于背景环境影响参数等级的值，也可以就是背景环境影响参数等级。可以根据具体所采用的用于对光电环境复杂度进行综合评价的算法来设定干扰影响评价计算值，干扰影响评价计算值可以是不同于干扰影响参数等级的值，也可以就是干扰影响参数等级。第二分级模块30还可以根据大气辐射衰减评价计算值、背景环境影响评价计算值和干扰影响评价计算值来计算光电环境复杂度综合评价值，并根据光电环境复杂度综合评价值得到光电环境等级。光电环境复杂度综合评价值的计算算法一般来说是预先设定的，本发明中采用以下公式来计算光电环境复杂度综合评价值：在公式(1)中，y表示光电环境复杂度综合评价值；ao表示大气辐射衰减评价计算值；no表示背景环境影响评价计算值；mo表示干扰影响评价计算值。图2是本发明提供的另一光电环境分级系统的框图，如图2所示，第一分级模块20包括大气辐射衰减参数分级子模块21、背景环境影像参数分级子模块22和干扰影响参数分级子模块23。大气辐射衰减参数分级子模块21用于根据大气能见度的距离分别对可见光波段的大气辐射衰减参数和中波红外波段的大气辐射衰减参数进行分级，分别得到可见光波段的大气辐射衰减参数等级和中波红外波段的大气辐射衰减参数等级。具体来说，大气辐射衰减参数分级子模块21根据大气能见度的距离对可见光波段的大气辐射衰减参数进行分级得到可见光波段的大气辐射衰减参数等级，并根据大气能见度的距离对中波红外波段的大气辐射衰减参数进行分级得到中波红外波段的大气辐射衰减参数等级。大气能见度可以根据现有技术手段得到，例如可以通过气象站提供的数据获取。可以预先设定可见光波段(波长范围：0.4μm-0.76μm)的大气辐射衰减参数等级与大气能见度之间的对应关系，并预先设定大气辐射衰减参数等级与大气辐射衰减评价计算值之间的对应关系，用v1表示可见光波段的大气能见度，x1表示可见光波段的大气辐射衰减评价计算值，具体为：表1可见光波段的大气辐射衰减参数等级、大气能见度、大气辐射衰减评价计算值的对应关系从表1中可以看出，根据大气能见度可以得到可见光波段的大气能见度等级，并根据大气能见度等级可以得到可见光波段大气辐射衰减评价计算值，表中给出了可见光波段大气辐射衰减评价计算值的范围，在利用公式(1)计算光电环境复杂度综合评价值的情况下，可见光波段大气辐射衰减评价计算值可以在表1中给出的对应的范围中取任意值，也可以是通过进一步计算得到更加精确的值，例如，可见光波段的大气能见度为6km，那么对应的可见光波段大气能见度等级为2，对应的可见光波段大气辐射衰减评价计算值x1需要满足20％＜x1≤40％，由于对应等级为2的可见光波段大气能见度v1需要满足10＞v1≥5，通过x1的区间和v1的区间的比例对应关系，可见光波段的大气能见度为6km的情况下，可见光波段大气辐射衰减评价计算值可以为24％。可以预先设定中波红外波段(波长范围：3.5μm-4.2μm)的大气辐射衰减参数等级与大气能见度之间的对应关系，并预先设定大气辐射衰减参数等级与大气辐射衰减评价计算值之间的对应关系，用v2表示中波红外波段的大气能见度，x2表示中波红外波段的大气辐射衰减评价计算值，具体为：表2中波红外波段的大气辐射衰减参数等级、大气能见度、大气辐射衰减评价计算值的对应关系从表2中可以看出，根据大气能见度可以得到中波红外波段的大气能见度等级，并根据大气能见度等级可以得到中波红外波段大气辐射衰减评价计算值，表中给出了中波红外波段大气辐射衰减评价计算值的范围，在利用公式(1)计算光电环境复杂度综合评价值的情况下，中波红外波段大气辐射衰减评价计算值可以在表2中给出的对应的范围中取任意值，也可以是通过进一步计算得到更加精确的值，例如，中波红外波段的大气能见度为4km，那么对应的中波红外波段大气能见度等级为2，对应的中波红外波段大气辐射衰减评价计算值x2需要满足20％＜x2≤40％，由于对应等级为2的中波红外波段大气能见度v2需要满足5＞v2≥3，通过x2的区间和v2的区间的比例对应关系，中波红外波段的大气能见度为4km的情况下，中波红外波段大气辐射衰减评价计算值可以为30％。背景环境影响参数分级子模块22用于根据对比度对可见光波段的背景环境影响参数进行分级，得到可见光波段的背景环境影响参数等级，并根据亮温差对中波红外波段的背景环境影响参数进行分级，得到中波红外波段的背景环境影响参数等级。可见光波段的对比度可以通过例如亮度计等设备获取到，中波红外波段的亮温差例如可以通过辐射测温仪、热像仪等设备获取到。可以预先设定可见光波段(波长范围：0.4μm-0.76μm)的背景环境影响参数等级与对比度之间的对应关系，用c表示对比度，具体为：表3可见光波段的背景环境影响参数等级、对比度对应关系从表3中可以看出，根据对比度可以得到可见光波段的背景环境影响参数等级，在利用公式(1)计算光电环境复杂度综合评价值的情况下，可见光波段背景环境影响评价计算值可以直接采用对比度值，也可以为每一个可见光波段背景环境影响参数等级设定一个固定的值。可以预先设定中波红外波段(波长范围：3.5μm-4.2μm)的背景环境影响参数等级与亮温差之间的对应关系，并预先设定背景环境影响参数等级与背景环境影响评价计算值之间的对应关系，用d表示中波红外波段的亮温差，x3表示中波红外波段的背景环境影响评价计算值，具体为：表4中波红外波段的背景环境影响参数等级、亮温差、背景环境影响评价计算值的对应关系从表4中可以看出，根据亮温差可以得到中波红外波段的背景环境影响参数等级，并根据背景环境影响参数等级可以得到中波红外波段的背景环境影响评价计算值，表中给出了中波红外波段背景环境影响评价计算值的范围，在利用公式(1)计算光电环境复杂度综合评价值的情况下，中波红外波段背景环境影响评价计算值可以在表4中给出的对应的范围中取任意值，也可以是通过进一步计算得到更加精确的值，例如，中波红外波段的亮温差为1.5k，那么对应的中波红外波段背景环境影响参数等级为4，对应的中波红外波段背景环境影响评价计算值x3需要满足60％＜x3≤80％，由于对应等级为4的中波红外波段亮温差d需要满足2＞d≥1，通过x3的区间和d的区间的比例对应关系，中波红外波段的亮温差为1.5k的情况下，中波红外波段的背景环境影响评价计算值可以为70％。干扰影响参数分级子模块23用于根据干扰数量对干扰影响参数进行分级，得到干扰影响参数等级。干扰指的是实际环境面临的干扰，包括有源的干扰和无源的干扰，例如杂光等。可以预先设定干扰影响参数等级与干扰数量之间的对应关系，并预先设定干扰影响参数等级与干扰影响评价计算值之间的对应关系，用num表示干扰数量，x4表示干扰影响评价计算值，具体为：表5干扰影响参数等级、干扰数量、干扰影响评价计算值的对应关系干扰影响参数等级干扰数量干扰影响评价计算值15＞num≥00＜x4≤20％210＞num≥520％＜x4≤40％320＞num≥1040％＜x4≤60％425＞num≥2060％＜x4≤80％5num≥2580％＜x4＜100％从表5中可以看出，根据干扰数量可以得到干扰影响参数等级，并根据干扰影响参数等级可以得到干扰影响评价计算值，表中给出了干扰影响评价计算值的范围，在利用公式(1)计算光电环境复杂度综合评价值的情况下，干扰影响评价计算值可以在表5中给出的对应的范围中取任意值，也可以是通过进一步计算得到更加精确的值，例如，干扰数量为15，那么对应的干扰影响参数等级为3，对应的干扰影响评价计算值x4需要满足40％＜x4≤60％，由于对应等级为3的干扰数量需要满足20＞num≥10，通过x4的区间和num的区间的比例对应关系，干扰数量为15的情况下，干扰影响评价计算值可以为50％。如图2所示，第二分级模块30包括可见光波段综合分级子模块31和中波红外波段综合分级子模块32。可见光波段综合分级子模块31用于根据可见光波段的大气辐射衰减参数等级、可见光波段的背景环境影响参数等级和干扰影响参数等级对可见光波段的光电环境复杂度进行综合评价，以得到可见光波段的光电环境等级。具体来说，在计算可见光波段的光电环境等级的情况下，采用表1、表3和表5中的对应关系来进行计算，具体采用的计算值在上文中已经阐述，于此不予赘述。中波红外波段综合分级子模块32用于根据中波红外波段的大气辐射衰减参数等级、中波红外波段的背景环境影响参数等级和干扰影响参数等级对中波红外波段的光电环境复杂度进行综合评价，以得到中波红外波段的光电环境等级。具体来说，在计算中波红外波段的光电环境等级的情况下，采用表2、表4和表5中的对应关系来进行计算，具体采用的计算值在上文中已经阐述，于此不予赘述。本发明中，光电环境等级可以分为简单光学环境等级、轻度复杂光学环境等级、中度复杂光学环境等级、较复杂光学环境等级和重度复杂光学环境等级，共5个等级，光电环境复杂度综合评价值与光电环境等级的对应关系具体为：表6光电环境复杂度综合评价值与光电环境等级的对应关系光电环境等级光电环境复杂度综合评价值i级(简单光学环境等级)0＜y≤15％ii级(轻度复杂光学环境等级)15％＜y≤35％iii级(中度复杂光学环境等级)35％＜y≤65％iv级(较复杂光学环境等级)65％＜y≤85％v级(重度复杂光学环境等级)85％＜y＜100％在利用公式(1)计算得到光电环境复杂度综合评价值y之后，可以根据表6中所示的光电环境复杂度综合评价值与光电环境等级的对应关系得到光电环境等级。需要说明的是，可见光波段的光电环境等级的获取方式与中波红外波段的光电环境等级的获取方式是相同的，均是采用公式(1)计算光电环境复杂度综合评价值y，在利用表6得到光电环境等级。图3是本发明提供的光电环境分级方法的流程图，如图3所示，该方法包括：步骤301，接收大气辐射衰减参数、背景环境影响参数和干扰影响参数；步骤302，分别对大气辐射衰减参数、背景环境影响参数和干扰影响参数进行分级，得到大气辐射衰减参数等级、背景环境影响参数等级和干扰影响参数等级；步骤303，根据大气辐射衰减参数等级、背景环境影响参数等级和干扰影响参数等级对光电环境复杂度进行综合评价，以得到光电环境等级。其中，本发明提供的光电环境分级方法还包括：根据大气辐射衰减参数等级对应的大气辐射衰减评价计算值，根据背景环境影响参数等级得到对应的背景环境影响评价计算值，根据干扰影响参数等级得到对应的干扰影响评价计算值；根据大气辐射衰减评价计算值、背景环境影响评价计算值和干扰影响评价计算值来计算光电环境复杂度综合评价值，并根据光电环境复杂度综合评价值得到光电环境等级。其中，本发明提供的光电环境分级方法还包括：根据大气能见度的距离分别对可见光波段的大气辐射衰减参数和中波红外波段的大气辐射衰减参数进行分级，分别得到可见光波段的大气辐射衰减参数等级和中波红外波段的大气辐射衰减参数等级；根据对比度对可见光波段的背景环境影响参数进行分级，得到可见光波段的背景环境影响参数等级，并根据亮温差对中波红外波段的背景环境影响参数进行分级，得到中波红外波段的背景环境影响参数等级；根据干扰数量对干扰影响参数进行分级，得到干扰影响参数等级。其中，本发明提供的光电环境分级方法还包括：根据可见光波段的大气辐射衰减参数等级、可见光波段的背景环境影响参数等级和干扰影响参数等级对可见光波段的光电环境复杂度进行综合评价，以得到可见光波段的光电环境等级；根据中波红外波段的大气辐射衰减参数等级、中波红外波段的背景环境影响参数等级和干扰影响参数等级对中波红外波段的光电环境复杂度进行综合评价，以得到中波红外波段的光电环境等级。其中，光电环境等级分为简单光学环境等级、轻度复杂光学环境等级、中度复杂光学环境等级、较复杂光学环境等级和重度复杂光学环境等级。需要说明的是，本发明提供的光电环境分级方法的具体细节及益处与本发明提供的光电环境分级系统类似，于此不予赘述。以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。通过本发明提供的技术方案，可以提高预估光电识别能力，弥补了本
技术领域：
内的空白，为开展光电环境分级标准化的研究奠定了基础。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。当前第1页12