FY-4辐射计红外图像的仿真技术方法研究

研究了FY-4辐射计红外图像的仿真技术方法.考虑地表经纬度、海拔高度、地表区域类型、大气辐射传输等因素的影响,建立了地表区域温度模型和红外辐射亮度模型,计算得到FY-4辐射计接收的地球表面红外辐射亮度分布;研究辐射计成像中几何畸变的空间响应特性,建立空间转换模型,模拟生成了符合FY-4辐射计空间分辨率指标的红外视场图像.结果表明,仿真生成的红外图像效果逼真,可用于FY-4辐射计技术指标的验证和成像效果的评价.     

地球红外辐射背景成像方法研究

为模拟生成地球红外辐射背景图像, 研究其成像方法。首先将地球表面划分为若干地表区域,考虑大气传输特性、地表类型、地表经纬度及地表海拔高度等因素影响, 根据地表类型, 建立地球表面区域温度模型和红外辐射亮度模型, 然后运用数值计算方法得到地球表面温度和红外辐射亮度分布。根据红外探测器视角与视点,利用OpenGL 实现了红外探测器在太空中对地球背景红外辐射亮度的三维图像显示。结果表明, 模拟生成的地球红外背景图像效果逼真, 可用于红外目标识别和仿真应用。     

地球红外辐射背景成像方法研究

为模拟生成地球红外辐射背景图像,研究其成像方法。首先将地球表面划分为若干地表区域,考虑大气传输特性、地表类型、地袁经纬度及地袁海拔高度等因素影响,根据地袁类型,建立地球袁面区域温度模型和红外辐射亮度模型．然后运用数值计算方法得到地球表面温度和红外辐射亮度分布。根据红外探测器视角与视点．利用OpenGL实现了红外探测器在太空中对地球背景红外辐射亮度的三维图像显示。结果表明,模拟生成的地球红外背景图像效果逼真,可用于红外目标识别和仿真应用。     

深空动态场景目标红外图像仿真研究

针对深空背景空间目标的红外图像仿真问题,首先根据热平衡理论,对典型空间目标进行建模,得到目标不同部分的温度;然后建立目标的红外辐射模型,得到目标的红外辐射光谱特性;接着提出了一种基于红外星表数据库的星空背景建模方法,模拟任意时刻,任意视场大小和指向的红外星空背景;最后得到了不同距离、不同姿态空间目标与深空背景合成的红外图像仿真序列,实现了探测器不断接近目标过程中的红外辐射图像仿真.     

用于场景仿真的红外成像模型及其有效性分析

结合辐射传输定律,对计算机图形学中常用的光照模型进行了一系列改进,得到了简化的可用于场景仿真的红外成像计算模型.具体改进如下:1)增加了几何体表面的温度分布和材料参数;2)在模型中引入了自发辐射项和探测器特性参数.采用光线跟踪方法构建了以该模型为基础的红外场景成像模拟仿真系统,可生成任意观察视角的3D场景红外图像.对三个典型场景进行了红外成像计算,用中波红外探测器采集到的红外图像进行对比.主观比较可看出该计算模型生成的图像与实采图像在基本特征上是相似的,验证了该模型的有效性.定量比较也说明模拟图像与实际图像在主要特征上相符,但绝对亮度上存在较大差异,分析了原因,并提出了改进方向.     

基于统一模型的典型地表红外辐射特性对比研究

根据自然地表的稳态平衡方程,将干燥裸地、潮湿裸地、低植被覆盖地表统一为一种模型.综合考虑了各种自然因素,采用了蒙特卡罗方法,模拟了自然地表辐射温度的周期性变化以及各自然因素对红外辐射温度均值及其方差(起伏)的影响.实验结果表明此模型能较好地模拟这几种典型地表的红外热辐射特性.     

基于显著性检测的不同视角下红外与可见光图像融合

融合红外图像的热源目标和可见光图像的清晰背景可以实现低照度条件下与场景关联的异常行为识别。现有以特征匹配为主的融合方法,受监控场景下可见光与红外成像的尺度、视角、目标特性等差异影响,配准及融合效率及准确性受限。针对该问题,本文提出了基于显著性检测的不同视角下红外与可见光图像融合方法。通过预设热敏感目标,计算可见光与红外的视场转换模型,预先配准红外与可见光视场。使用Mask R-CNN网络提取红外图像中的行人目标显著性区域,根据视场转换模型点将每个目标区域与可见光图像局部融合。最后,通过违规入侵行为辨识为目标进行实验验证。实验表明,论文提出的融合方法能够有效地将红外图像的热敏目标信息与可见光的场景进行融合,可以准确地判断是否发生违规入侵行为。     

基于遥感数据的地球背景中红外场景仿真

卫星遥感是研究地球大气背景红外辐射特性的重要手段,受大气影响及传感器观测条件的限制,无法获取多气象、多探测条件的辐射数据。针对该问题,基于JHU地物光谱数据库,分析了植被、水体、岩石等光谱辐射特性,结合传感器光谱响应,建立了3~5 m基于光谱相关性的地表辐射波段转换模型,并利用逐步回归法计算误差,模型误差小于10%。利用MODIS、AIRS等多源遥感数据产品,根据地表-大气-传感器辐射传输模型,模拟不同时空分辨率、探测条件等的地球背景辐射中红外图像。结果表明,利用多源遥感数据进行中红外图像仿真,可以实现大尺度、具有细致纹理结构的图像模拟,应用于遥感研究。     

复杂地面背景的红外热像合成

提出了一种新的合成地面背景红外热像的方法，建立了基于马尔可夫随机场理论的图像分割模型，获取了地面背景的标记图像；综合考虑环境、气象等因素的影响，模拟计算不同植被地面红外辐射特性；通过将红外辐射特性计算结果的灰度值赋予相应的可见光图像分割区域，实现标记图像与红外辐射特性的合成，获取复杂地面背景的红外热像。     

自然地表红外辐射特性统计分析

利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ（Ｍ－Ｃ）方法，模拟计算了自然地表红外辐射的统计特性．根据地表能量热平衡方程，选取短波吸收率、长波发射率、风速以及热传导率（对光裸地表而言）和气孔阻力（对植被型地表而言）为独立的随机变量，并假设它们均服从正态分布；给出了自然地表温度的概率分布，讨论了这些随机变量的空间起伏和环境条件对植被红外辐射统计特性的影响．研究表明，在这些随机变量中，短波吸收率和风速对自然地表红外辐射统计特性的影响最大．     

自然地面背景红外图像生成方法研究

文中介绍了一种利用划分地物区域单元和地物特征生成红外热图像的方法。获得地物区域的方法有两种：一种是针对一定的地面背景,借助于可见光图像数据,利用图像分割将地面背景按地物类型分为若干局部区域单元并进行单元类型编码;另一种直接利用计算机的构造出不同的地表区域并编码。然后根据典型地物热模型和地表辐射-统计模型,分析局部区域内 的辐射统计模型,分析局部区域内的辐射起伏,完成局部区域的纹理处理,生成比较逼真的     

红外图像数据库的研建

文中介绍了在Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ４．０平台上,采用Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ模式开发的红外图像数据库管理系统,以便对大量,庞杂的红外图像进行科学管理,自动完成对红外图像的录入,检索、排序,对比,修改,处理,重构、再现和输出等操作。按附属于图图像上的相关信息如目标类型、背景类型,天气,季节,图像对比度,信噪比等对图像进行分类。基于关系数据库模型,设计出了符合第三范式（３ＮＦ）的库结构。为了保证数据库     

红外成像引信的计算机仿真

文中提出了红外成像引信的计算机仿真方案：首先是建立飞机垢红外辐射模型,建立不同部位（单层蒙皮、内有热源蒙皮、油箱）的热平衡方程,进而得到相应波长范围内的红外辐射强度;接着提出了弹目交会的数学模型,以获得各种交会状态下的飞机红外图像;然后提取包括边解位置、方位和角度大小的图像特特;最后用神经网络的方法对所得特征集进行模式分类。     

红外激光辐照探测器材料温升的数值计算

采用数值方法,考虑自由载流子吸收、单光子光致电离吸收和双光子光致电离吸收等激光吸收机制以及材料的光学、热学性质对温度和载流子密度的依赖性,通过求解能量输运方程以及温度扩散方程,研究了探测器材料受连续波红外激光辐照时的温升过程,讨论了材料的温升与入射激光波长、功率和辐照时间的关系,并给出了材料内温度的瞬态分布     

基于小波变换的红外图像融合技术研究

图像融合的目的是把来自多传感器数据的互补信息合并形成一幅新的图像,以便更好地进行监视和侦察之类的视觉感知。文中介绍了小波变换及其Mallat快速算法,提出了基于小波变换的图像融合方法,并分析了可见光与红外图像的融合结果,结果表明,小波变换融合图像包含了所有传感器的相关信息,其性能优于高斯－拉普拉斯金字塔结构算法,这一原理也可以应用到两幅以上的图像上,无论这些旬否在同一光谱波段内。     

基于模型的手腕骨特征提取

图像分割和特征提取是图像处理学的经典课题之一。文中 效的手腕骨Ｘ光片图像特征提取方法，先对手腕骨Ｘ光片图像作预处理，利用灰股影的方法对各手腕骨特征区域进行了大致定位，获得区域性信息，缩小实际特征提取时的搜索；在各特征子或基于形变轮廓提取边界的原理，引物初始骨模板的形状信息及特征子区域的边界条件作为骨轮廓提取的内部能量和外部能量判据对骨边界提取的迭代过程进行引导，有效地排队非边界的信息的干扰，使处理     

Statistical and spatial properties of forest clutter measured withpolarimetric synthetic aperture radar (SAR)

The purpose of this study was to assess the characteristics of the polarimetric radar clutter collected over various types of vegetation, and to evaluate the potential utility of various measures for classifying vegetated terrain. It utilized airborne radar data collected in October 1988 of pure and mixed stands of jack pine and aspen located in central Minnesota, and data collected in August 1989 of forested areas surrounding Durham, NC. The measured parameters are the polarimetric signature, a statistical distribution shape parameter, and the texture autocorrelation function. A method is presented for calculating the texture autocorrelation from single-look complex SAR imagery. Comparison of parameters from different clutter types at a variety of frequency, polarization, and incidence angle combinations showed that different terrain types exhibit unique polarimetric, statistical, and spatial properties     

实用型亚像元定位方法的研究

针对重复曝光离线对准系统,提出一种实用型亚像元定位方法--自适应加权拟合细分算法(AWS),详细分析了算法的理论基础和基本原理,利用投影平均来提高信噪比,一维尺寸对比度滤波器单调分区,自动加权突龉丶?重建拟合曲线.仿真和硬件平台实验均表明:该算法具有较高的重复定位精度和实时处理能力.     

形态学滤波在玫瑰扫描亚成像系统中的应用

在玫瑰扫描亚成像系统中,由于采集到图像的不均匀性和欠采样性,用传统的方法很难恢复被扫描物体的图像。为了比较真实的恢复被扫描的物体图像,为目标识别提供失真小的图像,文中提出用形态学滤波的方法处理亚成像。根据目标识别的要求提出了一套判据,根据这些判据,对形态学滤波和传统低通滤波处理亚图像的效果进行了比较。实际应用表明：在玫瑰扫描亚成像系统中,前者较优。