[發(fā)明專利]一種基于功率譜的卷云紅外圖像仿真方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310628530.6
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN103778663A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉浩;劉興潤;李霞;董雁冰;王俊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京環(huán)境特性研究所
• 主分類號(hào): G06T19/00
• 分類號(hào): G06T19/00
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 羅立冬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境仿真領(lǐng)域，具體涉及一種基于功率譜的卷云紅外圖像仿真方法。

背景技術(shù)

在多種自然背景中，云是經(jīng)常出現(xiàn)的背景之一。云有很多類型，如卷云、積云、層云等等，每個(gè)類型表現(xiàn)出不同的圖像特征。本專利提出了一種針對卷云建立紅外仿真圖像方法，為探測器識(shí)別卷云背景提供圖像信號(hào)輸入。

國內(nèi)、外對圖像仿真工作已經(jīng)進(jìn)行了多年，采用方法和應(yīng)用領(lǐng)域都多種多樣，這里無法一一列舉，值得關(guān)注的是，近年來隨著數(shù)字化圖像技術(shù)發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用需求，出現(xiàn)了這樣一類問題，就是生成的圖像不要求是圖形復(fù)現(xiàn)，雖然這樣在視覺上與真實(shí)圖像存在一定差異，但具有和真實(shí)圖像共同的信號(hào)特征。由于無論圖像以何種灰度形式出現(xiàn)，紅外探測器對圖像判讀是基于圖像特征實(shí)現(xiàn)的，這種具備背景特征的仿真圖像符合紅外探測器背景識(shí)別對信號(hào)特征要求，很有應(yīng)用價(jià)值。

現(xiàn)有方法中利用功率譜函數(shù)構(gòu)造云背景圖像，該函數(shù)模型不包括和方向有關(guān)的參數(shù)因子，因而得到的云背景紅外圖像為各向同性，不符合實(shí)際卷云圖像具有的方向特征。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于功率譜的卷云紅外圖像仿真方法，使生成的卷云紅外圖像具備方向特征。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于功率譜的卷云紅外圖像仿真方法，包括如下步驟：

步驟S1：選擇初始功率譜函數(shù)，利用方向性因子來描述功率譜的方向性；

步驟S2：構(gòu)造符合卷云特點(diǎn)的功率譜模型；

步驟S3：構(gòu)建卷云紅外仿真圖像的頻譜函數(shù)；

步驟S4：建立空間域的圖像灰度矩陣，初步形成卷云紅外仿真圖像；

步驟S5：對圖像作直方圖規(guī)劃，修正卷云紅外仿真圖像，使輸出的卷云紅外仿真圖像更加符合實(shí)際。

步驟S6：給出功率譜模型里面參數(shù)的數(shù)值，構(gòu)建不同形式卷云紅外仿真圖像。

如上所述的一種基于功率譜的卷云紅外圖像仿真方法，其中：步驟S1中，選擇的功率譜函數(shù)如下：

PS(u,v)=K(1/B2+u2+v2)α/2exp(KK*|ucosθ+vsinθ|u2+v2)]]>

其中，PS(u,v)是一個(gè)二維功率譜，u、v是頻譜域的直角坐標(biāo)，K、KK是標(biāo)準(zhǔn)化常量，B是一個(gè)與自相關(guān)長度有關(guān)的常量；α是功率譜參數(shù)；θ為方向性因子。

如上所述的一種基于功率譜的卷云紅外圖像仿真方法，其中：步驟S2中，截取功率譜模型主峰及其周圍的小塊區(qū)域來逼近卷云功率譜，其它部分由零均值的正態(tài)隨機(jī)變量再乘以一個(gè)系數(shù)M來填充，以期構(gòu)建不同形態(tài)卷云。

如上所述的一種基于功率譜的卷云紅外圖像仿真方法，其中：步驟S3中，利用相位信息構(gòu)建圖像的頻譜函數(shù)，相位信息為0-2π之間的隨機(jī)值；頻譜函數(shù)為F(u,v)=PS(u,v)×ex?pP(H(u,v))，其中PH（u，v）是圖像的相位信息。

如上所述的一種基于功率譜的卷云紅外圖像仿真方法，其中：步驟S4中，根據(jù)像元大小計(jì)算圖像的頻譜矩陣，再對矩陣進(jìn)行離散傅立葉逆變換，得到空間域的灰度矩陣。