[發(fā)明專利]信號(hào)級(jí)高逼真度實(shí)時(shí)紅外復(fù)雜場景生成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310654006.6
• 申請(qǐng)日: 2013-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN104700437A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸志灃;洪澤華;張勵(lì);謝維建;張?zhí)K佳;賴鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海機(jī)電工程研究所
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 徐鈁

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可支持半實(shí)物仿真的信號(hào)級(jí)高逼真度實(shí)時(shí)紅外復(fù)雜場景生成方法。?

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背景技術(shù)

現(xiàn)代紅外成像器件性能的提高，推動(dòng)著紅外場景生成技術(shù)不斷發(fā)展。目前紅外成像制導(dǎo)半實(shí)物仿真系統(tǒng)對(duì)動(dòng)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，使得系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性、計(jì)算規(guī)模的要求增加。而現(xiàn)有硬件設(shè)備的性能無法保證直接進(jìn)行動(dòng)態(tài)紅外成像仿真的實(shí)時(shí)性。目前，國內(nèi)工程上通常是利用Vega?Primer等軟件的紅外模塊直接生成紅外圖像。該方法雖然實(shí)現(xiàn)簡單，但也存在諸多局限性：首先，無法脫離Windows操作系統(tǒng)運(yùn)行，也就無法滿足半實(shí)物仿真所要求的嚴(yán)格意義上的幀時(shí)間同步；其次，無法實(shí)現(xiàn)信號(hào)級(jí)仿真，即無法通過物理理論計(jì)算獲取成像圖像上每個(gè)像素點(diǎn)所代表的輻射亮度值，也就很難完成模型的驗(yàn)證和校核。實(shí)時(shí)性是紅外場景動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)生成技術(shù)的關(guān)鍵和基本要求，它關(guān)系到系統(tǒng)的仿真精度和可靠性。?

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種信號(hào)級(jí)高逼真度實(shí)時(shí)紅外復(fù)雜場景生成方法，能夠保證所生成的復(fù)雜紅外場景的逼真度和半實(shí)物仿真系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，可廣泛地應(yīng)用于半實(shí)物仿真系統(tǒng)中。?

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種信號(hào)級(jí)高逼真度實(shí)時(shí)紅外復(fù)雜場景生成方法，包括：?

目標(biāo)圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)、干擾圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)和背景圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)根據(jù)各自獲取到的彈道參數(shù)從紅外輻射特征數(shù)據(jù)庫中分別獲取原始圖像，并根據(jù)各自獲取到的原始圖像分別生成目標(biāo)、干擾和背景的信號(hào)級(jí)的紅外動(dòng)態(tài)圖像；

大氣傳輸效應(yīng)實(shí)時(shí)解算計(jì)算機(jī)從大氣光譜數(shù)據(jù)庫獲取垂直方向上的大氣透過率數(shù)據(jù)和程輻射數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述目標(biāo)、干擾和背景的信號(hào)級(jí)的紅外動(dòng)態(tài)圖像和獲取到的垂直方向上的大氣透過率數(shù)據(jù)和程輻射數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算合成圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的大氣效應(yīng)；

圖像實(shí)時(shí)合成處理計(jì)算機(jī)根據(jù)合成圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的大氣效應(yīng)生成施加大氣效應(yīng)后的合成圖像。

進(jìn)一步的，在上述方法中，所述紅外輻射特征數(shù)據(jù)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。?

進(jìn)一步的，在上述方法中，所述目標(biāo)的信號(hào)級(jí)的紅外動(dòng)態(tài)圖像包括目標(biāo)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(hào)級(jí)的紅外動(dòng)態(tài)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(hào)級(jí)的紅外動(dòng)態(tài)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。?

進(jìn)一步的，在上述方法中，目標(biāo)圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)、干擾圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)和背景圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)根據(jù)各自獲取到的彈道參數(shù)從紅外輻射特征數(shù)據(jù)庫中分別獲取原始圖像，并根據(jù)各自獲取到的原始圖像分別生成目標(biāo)、干擾和背景的信號(hào)級(jí)的紅外動(dòng)態(tài)圖像的步驟包括：?

目標(biāo)圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)、干擾圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)和背景圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)根據(jù)各自獲取到的彈道參數(shù)從紅外輻射特征數(shù)據(jù)庫中分別獲取原始圖像；?

目標(biāo)圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)、干擾圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)和背景圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)分別計(jì)算探測器的瞬時(shí)視場和瞬時(shí)視場面積，計(jì)算公式如下：

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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(shí)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(shí)視場面積；

目標(biāo)圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)、干擾圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)和背景圖像實(shí)時(shí)渲染計(jì)算機(jī)分別計(jì)算各自獲取到的原始圖像中原始輻射亮度圖像的單個(gè)像素點(diǎn)所占的瞬時(shí)視場，計(jì)算公式如下：

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