[發明專利]信號級高逼真度實時紅外復雜場景生成方法

在審

• 申請號: 201310654006.6
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN104700437A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 陸志灃;洪澤華;張勵;謝維建;張蘇佳;賴鵬
• 申請（專利權）人: 上海機電工程研究所
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 徐鈁

1.一種信號級高逼真度實時紅外復雜場景生成方法，其特征在于，包括：

目標圖像實時渲染計算機、干擾圖像實時渲染計算機和背景圖像實時渲染計算機根據各自獲取到的彈道參數從紅外輻射特征數據庫中分別獲取原始圖像，并根據各自獲取到的原始圖像分別生成目標、干擾和背景的信號級的紅外動態圖像；

大氣傳輸效應實時解算計算機從大氣光譜數據庫獲取垂直方向上的大氣透過率數據和程輻射數據，并根據所述目標、干擾和背景的信號級的紅外動態圖像和獲取到的垂直方向上的大氣透過率數據和程輻射數據實時計算合成圖像中每個像素點的大氣效應；

圖像實時合成處理計算機根據合成圖像中每個像素點的大氣效應生成施加大氣效應后的合成圖像。

2.如權利要求1所述的信號級高逼真度實時紅外復雜場景生成方法，其特征在于，所述紅外輻射特征數據庫中的原始圖像包括原始輻射亮度圖像、原始透明度圖像、原始距離圖像和原始真值圖像。

3.如權利要求2所述的信號級高逼真度實時紅外復雜場景生成方法，其特征在于，所述目標的信號級的紅外動態圖像包括目標的輻射亮度圖像、透明度圖像、距離圖像和真值圖像；

所述干擾的信號級的紅外動態圖像包括干擾的輻射亮度圖像、透明度圖像、距離圖像和真值圖像；

所述背景的信號級的紅外動態圖像包括干擾的輻射亮度圖像、透明度圖像、距離圖像和真值圖像。

4.如權利要求3所述的信號級高逼真度實時紅外復雜場景生成方法，其特征在于，目標圖像實時渲染計算機、干擾圖像實時渲染計算機和背景圖像實時渲染計算機根據各自獲取到的彈道參數從紅外輻射特征數據庫中分別獲取原始圖像，并根據各自獲取到的原始圖像分別生成目標、干擾和背景的信號級的紅外動態圖像的步驟包括：

目標圖像實時渲染計算機、干擾圖像實時渲染計算機和背景圖像實時渲染計算機根據各自獲取到的彈道參數從紅外輻射特征數據庫中分別獲取原始圖像；?

目標圖像實時渲染計算機、干擾圖像實時渲染計算機和背景圖像實時渲染計算機分別計算探測器的瞬時視場和瞬時視場面積，計算公式如下：

，??????????????????????????????????????

，???????????????????????????????????

，??????????????????????????????????????

其中，、分別表示水平方向上和垂直方向上探測器像元的瞬時視場，、分別表示水平方向上和垂直方向上探測器的視場寬度，、分別表示探測器的水平分辨率和垂直分辨率，表示探測器像元的瞬時視場面積；

目標圖像實時渲染計算機、干擾圖像實時渲染計算機和背景圖像實時渲染計算機分別計算各自獲取到的原始圖像中原始輻射亮度圖像的單個像素點所占的瞬時視場，計算公式如下：

，???????????????????????????????????????????

，???????????????????????????????????????????

，?????????????????????????????????????????????

、分別表示水平方向上和垂直方向上原始輻射亮度圖像的單個像素點所占的視場角，表示原始輻射亮度圖像的單個像素點的覆蓋區域面積，、分別表示原始輻射亮度圖像在水平方向上和垂直方向上所占的視場角，、分別表示輻射亮度圖像的行數和列數，其中，?

，???????????????????????????????????????

，????????????????????????????????????

表示輻射亮度圖像上每個像素所代表的實際空間尺寸，?表示原始輻射亮度圖像與目標之間的空間距離；

目標圖像實時渲染計算機、干擾圖像實時渲染計算機和背景圖像實時渲染計算機分別計算目標的中心投影到探測器平面上的位置，計算公式如下：

?????，???????????????????????????????????????

，???????????????????????????????????????

其中，、分別表示目標的中心投影到探測器平面上的水平位置和垂直位置，、分別表示視線的方位角和俯仰角；

目標圖像實時渲染計算機、干擾圖像實時渲染計算機和背景圖像實時渲染計算機分別計算原始輻射亮度圖像中心的位置，計算公式如下：

???????????，??????????????????????????????????

，????????????????????????????????????????????

其中，、分別表示原始輻射亮度圖像的中心的水平位置和垂直位置；

目標圖像實時渲染計算機、干擾圖像實時渲染計算機和背景圖像實時渲染計算機分別按照原始輻射亮度圖像的單個像素點的坐標位置和該像素點所占的視場角計算對應的空間角，計算公式如下：

，???????????????????????????????????????

；???????????????????????????????????

目標圖像實時渲染計算機、干擾圖像實時渲染計算機和背景圖像實時渲染計算機分別將原始輻射亮度圖像上的像素點投影到探測器平面上，解算其在探測器平面上的坐標位置，再將原始輻射亮度圖像上的像素點投影到探測器平面上，解算其在探測器平面上的坐標位置，計算公式如下：

，???????????????????????????????????

，????????????????????????????????????

，????????????????????????????????

；????????????????????????????????????????

目標圖像實時渲染計算機、干擾圖像實時渲染計算機和背景圖像實時渲染計算機分別根據探測器平面上和的相對位置，將原始輻射亮度圖像的像素點的輻射亮度投影到探測器平面上以分別得到目標的信號級的紅外動態圖像的目標的輻射亮度圖像、干擾的信號級的紅外動態圖像的干擾的輻射亮度圖像和背景的信號級的紅外動態圖像的背景的輻射亮度圖像的每個像素點的輻射亮度值；

根據目標的輻射亮度圖像得到對應的目標的透明度圖像、距離圖像和真值圖像，根據干擾的輻射亮度圖像得到對應的干擾的透明度圖像、距離圖像和真值圖像，根據背景的輻射亮度圖像得到對應的背景的透明度圖像、距離圖像和真值圖像。