基于MB模型的简化偏振BRDF模型建立与仿真

偏振BRDF模型的计算往往非常复杂,为了简准确地获取伪装目标和背景的反射光偏振度差值,采用特殊值法和理想化方法对Maxwell-Beard BRDF模型中的微面元分布函数和遮蔽函数进行简化,使微面元分布函数较Torrance-Sparrow模型准确,较Maxwell-Beard模型更简单.然后利用Fresnel反射中物体对光线平行分量和竖直分量反射率不同的性质,采用物理理论分析的方法计算得到表示反射过程的Muller矩阵,并建立了其矢量BRDF模型.针对面内反射,利用Matlab对模型进行模拟,仿真结果证明:模型可以描述粗糙表面反射偏振特性.研究结果对研究粗糙表面反射偏振特性的影响因素及伪装目标偏振探测有一定的理论和实践意义.     

量化颜色直方图的改进与应用

对图像进行灰度量化时,容易把颜色不同而灰度相同的像素归为一类,造成量化误差而影响评价结果。基于HSV颜色空间,通过统计样本数据,结合人眼观察彩色的视觉特性,确定了颜色量化范围,建立了适合伪装特点的颜色直方图,利用距离函数进行了目标颜色特征的伪装效果评价。实验结果表明,利用改进的量化颜色直方图评价目标伪装效果,能够客观地...     

3种颜色空间的亮度分量在伪装效果评价中的应用

结合伪装效果评价的要求,以中国颜色体系为基础,建立了CIE1976L*a*b*、LMS、ιαβ这3种颜色空间的64级亮度分量数据库,利用灰度直方图相似度算法,分析了以上3种亮度分量在伪装效果评价中的应用问题.实验结果表明,L*分量具有均匀性较好,Lm分量和ι分量分别在灰度较低和灰度较高时,其伪装效果的评价结果与人眼判读...     

基于LMS、lαβ颜色空间的最佳参考方向伪装目标偏振检测

针对复杂背景中伪装目标偏振检测的问题,以中国颜色体系为基础,基于CIE1976L*a*b*颜色空间建立了LMS和l两种颜色空间的256级亮度分量数据表,通过外场偏振检测实验,找到了目标与背景偏振度对比较高时的偏振片最佳参考方向,并研究了这两种空间在此方向上表征偏振信息的优劣和反映偏振检测能力强弱的问题。实验结果表明,以偏振片最大透光方向垂直于入射面为参考方向,在亮照度下,L空间的偏振图相比其灰度图信息量降低甚少,表征目标偏振信息量能力较强;在暗照度下,l空间的偏振图相比其灰度图不仅目标与背景的对比度明显提高,而且对阴影目标检测能力较强,实验结果与人眼观察结果一致。     

海上大气激光传输特性仿真研究

大气光学效应是影响激光器作用效能的重要因素之一。基于多层相位屏法,针对海上大气环境下激光水平传输做了大量数值仿真,通过在湍流相位屏上叠加热晕以及衰减引起的相位变化,综合考虑三者对激光传输特性的影响;分析了不同激光初始功率、不同折射率结构常数、不同能见度以及有无热晕情况下接收面处激光光斑半径,质心漂移均方根和环围功率比的变化规律。仿真结果表明:激光初始功率越强,热晕效应越明显,光斑畸变越严重,光束质量变差;折射率结构常数越大,湍流效应越强,光斑扩展与光束漂移现象越明显,平均功率密度下降,环围功率比增加;能见度越小,激光能量衰减越严重,环围功率比越大;热晕效应会加大光斑扩展程度,增加光束漂移量和环围功率比。研究结果可为海上大气环境对激光器作用效能评估提供一定的理论依据。     

一种基于复数相位屏的强激光大气传输仿真方案

针对传统实数相位屏法中只能表征湍流扰动而不能综合表征强激光在大气传输时导致的能量衰减、湍流扰动和非线性热晕效应等困难,提出一种基于复数相位屏表征的强激光大气传输仿真方案。该方案采用复数相位屏的实部和虚部分别表征衰减和湍流、热晕作用,其中基于能见度特征综合描述大气吸收和散射的衰减作用(复数相位屏的虚部),基于流体力学的密度扰动方程描述湍流和热晕的联合作用(复数相位屏的实部)。本方案具有光场全路径跟踪、易参数控制的优点,能够为实现远场强激光传输特性的评估提供更加完善的理论基础。仿真结果表明,该方案与实际外场测量参数更加一致,具备半实物仿真及参数评估的可行性。     

固体硅激光热效应的二维随机模拟

热传导方程的复杂性给研究激光热损伤等问题带来了困难,随机模拟算法将热传输看成随机的化学动力学过程,该算法容易实现,能适用于复杂系统随时间变化的模拟。本文基于随机模拟算法,模拟计算了光斑半径为5?m,波长为647nm的高斯激光辐照下硅表面层的二维热传输过程,探讨了硅反射系数、吸收系数、热容和热导率等热物理参数随温度的变化对温度场分布的影响。结果表明,随机模拟算法的结果是合理的,在硅熔点范围内,反射系数和热容可以取其平均值进行计算,有利于提高算法效率。     

气测录井3R渐趋法在凝析气藏解释评价中的应用

ZH5区块古近系沙二段上部气藏属于正常压力系统,为中孔隙度、中渗透率,带油环的凝析气藏,应用气测录井的皮克斯勒烃比值法、3H法、三角形图板法等解释方法,无法对该带油环的凝析气藏中油环和气顶部位的控制井进行油层和气层的有效解释,且投入开发生产时考虑有气顶的存在。高部位的井至今没有射孔投产,加之是大斜度定向井,部分井没有实施三孔隙度测井,给气层的识别带来难度,为了落实储量规模,需要划分气层和油层有效厚度,从而确定气藏的合理含气油边界。通过对该气藏19口井60层气测录井烃类气体组分显示特征分析．发现气层的气测异常明显,全烃曲线多呈箱形,气层与油层的组分及组兮的相对含量有明显区别。针对上述问题,提出3R气测录井解释图板,将不同烃类比值之间的关系用渐趋法表示为线性函数,为油气层的识别提供了有效手段。在该气藏的实际应用表明,其解释符合率达87％以上,效果较好。     

一种基于随机森林的激光大气传输效应评估方法北大核心CSCD

针对现有的激光大气传输效应评估方法(定标律评估和波动光学仿真评估)较难有良好的模型正则性和应用普适性的困难,提出一种基于随机森林的激光大气传输效应评估方法。该方法首先以烟台某地大气环境数据(温度、风速、湍流强度(C^(2)_(n))等)的随机采样和激光发射参数(传输距离、激光功率等)作为输入数据和多层相位屏模型仿真生成的环围功率(PIB)作为输出数据,然后利用随机森林进行训练和预测。结果表明,随机森林较支持向量机能更好的表征输入与输出间的多元回归关系,预测均方根误差优于0.021%;传输距离、C^(2)_(n)与PIB相关性最强,对PIB影响最大。本方法可为机器学习在激光大气传输效应评估的应用提供更加完善的理论依据,具备一定的应用价值。     

粗糙涂层材料的偏振反射特性分析

选取了三种不同粗糙度的绿色涂层材料开展偏振实验,探究了S偏振光照射涂层表面时,波长、入射角及探测角等因素对不同粗糙度涂层表面反射光的线偏振度影响,并且讨论了实验条件下的线偏振度峰值的变化规律。研究表明：(1)三种粗糙涂层在400～780 nm波段的线偏振度明显大于780～1000 nm处的线偏振度;(2)小角度照射粗糙涂层时,三种粗糙度样品表现出不同的偏振反射特性;(3)555 nm或670 nm处,粗糙涂层的线偏振度值随探测角的增大先变大后减小,而865 nm处的线偏振度与探测角正相关;(4)555 nm和670 nm波长下,小粗糙度涂层的线偏振度峰值位置与入射角正相关,峰值大小与波长相关。本文对粗糙涂层的偏振反射特性研究、偏振双向反射分布函数模型构建及偏振图像探测等有一定的参考价值。