[發(fā)明專利]高逼真度紅外復(fù)雜場景快速合成處理方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310040952.1
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103971350A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸志灃;張?zhí)K佳;張勵;謝維建;張宏俊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海機(jī)電工程研究所
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T1/20
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 金家山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及武器裝備自動化領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外成像制導(dǎo)技術(shù)中的高逼真度復(fù)雜場景合成處理方法。

背景技術(shù)

紅外成像技術(shù)是近幾年來發(fā)展比較快的精確制導(dǎo)技術(shù)之一，其本質(zhì)是利用目標(biāo)與背景的熱輻射差，形成目標(biāo)與周圍景物的圖像來實(shí)現(xiàn)自動導(dǎo)引。紅外成像制導(dǎo)技術(shù)具有目標(biāo)識別能力強(qiáng)、制導(dǎo)精度高、探測距離遠(yuǎn)、全天候作戰(zhàn)和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而成為當(dāng)今精確制導(dǎo)武器的一大發(fā)展趨勢。

隨著現(xiàn)代紅外成像器件性能的不斷提高，對紅外場景生成技術(shù)的要求也越來越高。目前紅外成像制導(dǎo)半實(shí)物仿真系統(tǒng)對動態(tài)紅外場景生成系統(tǒng)的幀頻和圖像規(guī)模都提出了更高的要求，使其具備了實(shí)時性要求高、計算量大的特點(diǎn)，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。但是現(xiàn)有的紅外復(fù)雜場景合成方法基于CPU處理對圖像進(jìn)行處理（比如說在Windows操作系統(tǒng)運(yùn)行），采用這種方式，在滿足逼真度要求的情況下，逼真度高使得圖像數(shù)據(jù)多，進(jìn)而，處理時間多，所以，在滿足逼真度的情況下存在實(shí)時性差的問題，同樣的道理，當(dāng)實(shí)時性好時，圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)就少，這樣，逼真度就低，所以，CPU處理方式無法滿足成像制導(dǎo)技術(shù)中對實(shí)時性又滿足逼真度要求的紅外復(fù)雜場景算法成為中的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有紅外復(fù)雜場景圖像處理中無法既滿足實(shí)時性要求，又滿足逼真度要求的技術(shù)問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種高逼真度紅外復(fù)雜場景快速合成處理方法，該方法包括如下步驟：（A）、獲得輻射圖像、透明度圖像和距離圖像，根據(jù)所述距離圖像獲得每幅輻射圖像距離導(dǎo)彈的距離，根據(jù)該距離值對所有的輻射圖像和透明度圖像進(jìn)行降序排列；（B）、獲得每距離相鄰的兩個像素點(diǎn)各自的輻射值及該相鄰兩個像素點(diǎn)中距離離較近的像素點(diǎn)的透明度，并行計算每相鄰兩個像素點(diǎn)的合成輻射值，將所有像素點(diǎn)的合成輻射值進(jìn)行合成而獲得合成圖像。

可選地，步驟B中采用圖形處理器并行計算每相鄰兩個像素點(diǎn)的合成輻射值。

可選地，步驟B中，還對每個像素點(diǎn)計算大氣效應(yīng)影響。

本發(fā)明還公開一種高逼真度紅外復(fù)雜場景快速合成處理裝置。該裝置包括目標(biāo)生成計算機(jī)、干擾生成計算機(jī)、背景生成計算機(jī)和圖像處理計算機(jī)。所述目標(biāo)生成計算機(jī)生成目標(biāo)的輻射圖像、透明度圖像和距離圖像。所述干擾生成計算機(jī)生成干擾的輻射圖像、透明度圖像和距離圖像。所述背景生成計算機(jī)生成背景的輻射圖像、透明度圖像和距離圖像。所述圖像處理計算機(jī)根據(jù)所述距離圖像獲得每幅輻射圖像和透明度圖像距離導(dǎo)彈的距離值，根據(jù)該距離值對所有的輻射圖像和透明度圖像進(jìn)行降序排列，獲得每距離相鄰的兩個像素點(diǎn)各自的輻射值及距離較近的像素點(diǎn)的透明度，并行計算每相鄰兩個像素點(diǎn)的合成輻射值，將所有像素點(diǎn)的合成輻射值進(jìn)行合成而獲得合成圖像。

可選地，所述圖形處理計算機(jī)包括圖形處理器，該圖形處理器并行計算每相鄰兩個像素點(diǎn)的合成輻射值。

可選地，所述圖形處理計算機(jī)還對每個像素點(diǎn)計算大氣效應(yīng)影響。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、由于本發(fā)明采用對像素點(diǎn)進(jìn)行并行處理（比如，采用圖像處理器進(jìn)行并行處理），并行處理不僅能夠處理大量數(shù)據(jù)，而且，處理速度快，所以，能夠滿足紅外復(fù)雜場景對圖像合成的實(shí)時性和高逼真度的要求。

2、由于本發(fā)明采用并行處理方式，所以，當(dāng)合成的圖像里有多個目標(biāo)、干擾時，通過相應(yīng)的計算單元即可完成（比如，采用多塊GPU），這樣，能夠同時處理多個目標(biāo)干擾，另外，本發(fā)明在處理過程中，還考慮大氣透過率、透明度值、太陽單次散射輻射值、遠(yuǎn)距離像素點(diǎn)的輻射值以及近距離像素點(diǎn)的輻射值等，從而，對遮擋、輻射、傳熱等進(jìn)行有效處理，所以，能夠滿足紅外場景對圖像合成的復(fù)雜度和高逼真度的要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明高逼真度紅外復(fù)雜場景快速合成處理方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明高逼真度紅外復(fù)雜場景快速合成處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。

請參閱圖1，本發(fā)明的高逼真度紅外復(fù)雜場景快速合成處理方法包括如下步驟：