Generation of Dynamic Infrared Outer Space Scene

This paper proposes a new method to generate the dynamic infrared outer space scene in real time. In the paper, we first model the dynamic infrared background of star sky based on the infrared star catalogue and temporal and spacial coordinate transformations. We also present a new concept called infrared star magnitude for given infrared receiving wavebands to display the infrared star sky effectively. Then we put forward an infrared image synthesis model for outer space targets based on the method of divided elements and energy equilibrium. To generate the dynamic infrared outer space scene, several simplification and accelerating techniques such as Billboard, Levels of Details and Occlusion Culling are hired to accelerate the generating speed of the scene. Finally infrared images of targets, background of outer space scene at different infrared receiving wavebands are drawn and the dynamic infrared outer space scene is successfully carried out in real time.     

Panorama field rendering with scene depth estimation

A novel approach to image-based modelling and rendering is proposed. A set of randomly placed panoramas and omnidirectional depth information of the surrounding scene are used to generate an output image at a vantage viewpoint. Implementation results show that the proposed approach achieves smooth walkthrough at a realtime     

动态红外图像的建模与仿真技术

讨论了红外场景的动态图像建模与仿真技术，由于目标、背景、大气状态的复杂性，红外图像建模与仿真的难度很大。首先介绍了在SGI工作站环境下，红外图像序列建模和仿真软件的设计思想、实现方法和软件框架。然后分析各种辐射对成像的影响，给出辐射计算公式，分别就无源和有源场景进行了分析，提出无源场景温度的求解方法，说明了场景模型、大气传输模型和材料的物理特性对红外成像的作用。最后给出了建模与仿真的一些实例和综合评价。     

基于OGRE的动态红外场景仿真研究

对基于OGRE渲染引擎的红外场景仿真框架进行了研究,初步实现了一个动态红外场景仿真系统。该系统建立了符合红外辐射传输过程的“目标-背景-大气-成像系统”综合模型,能够按照用户输入参数和控制。生成不同效果的动态红外场景图像。     

草地的红外纹理建模与真实感绘制方法

纹理是使图像具有视觉真实感的重要因素,红外纹理生成是场景红外成像仿真的重要组成部分,也是真实感场景仿真的迫切需求。以在图像平面直接生成具有真实感的景物红外纹理图像为目标,提出了一种草地的红外纹理建模与真实感绘制方法,从模拟组分温度分布和空间结构形态两方面开展研究。首先,考虑土壤-植被-大气间的热交换过程,建立红外辐射的耦合求解模型;其次,构建各组分的空间分布模式;最后,将已经求解的红外辐射数据映射到图像空间,生成具有真实感的红外纹理图像。对近距离或放大状态下草地红外纹理的视觉效果进行了模拟,理论分析和仿真结果表明:所提出的红外纹理模拟方法具有一定的合理性和有效性。     

红外动态场景图像质量评价理论概述

红外动态场景生成器是红外成像制导半实物仿真系统中的关键设备,红外动态场景生成器所产生红外图像的质量直接关系到仿真系统实验的质量.随着红外动态场景生成技术的发展,需要对产生的红外场景的质量进行全面评价.针对各种类型的红外动态场景生成器的性能进行分析,建立红外动态场景图像质量测试评价理论模型.该模型中主要的测试指标包括时间...     

地面坦克目标红外仿真方法研究

红外视景仿真目前已成为红外成像制导武器设计和评估的一种重要方法。在分析红外成像原理的基础上,提出了一种基于OpenGL的地面坦克目标实时红外视景仿真方法,并编制了仿真程序软件。首先,利用OpenGL建立可见光场景,并使用ANSYS软件构建该场景的温度场模型;其次,考虑模型和视点间的大气衰减作用,利用Modtran软件建立大气衰减模型;最后,对模型各部分到达探测器表面的红外辐射强度进行灰度量化处理,实现可见光场景的实时渲染,得到对应的红外仿真图像。仿真结果表明,该系统提高了计算目标红外辐射分布的实时性和便捷性,能够实时生成不同波段、不同大气环境下的红外图像。     

基于MEMS的红外动态图像生成技术

提出了一种基于MEMS技术的红外动态图像生成技术。利用热传导方程,建立了可见光/红外图像转换膜的理论模型;介绍了可见光/红外图像转换膜制作的工艺流程,制作了一张像元数为512512、像元尺寸为35m的可见光/红外图像转换膜。并利用转换膜构造了红外动态图像生成装置,通过实验对红外动态图像生成装置的性能进行了研究。利用MEMS技术制作的可见光/红外图像转换膜可以工作在红外3~5m和8~12m两个波段。根据实验测得红外图像生成装置的空间分辨率为14 lp/mm,在3~5m波段,所生成红外图像的温度范围为250~440 K,在8~12m波段,所生成红外图像的温度范围为250~400 K。     

基于Vega的动态红外图像仿真

为提高红外图像的仿真效果,在Vega平台实现动态红外图像的仿真。首先分析了目标场景辐射特性模型、大气传输模型以及红外探测器模型,然后以F-16飞机为例详细地分析了Creator建立三维模型和在Vega平台完成动态红外图像仿真的过程,最后利用MFC和Vega API编程开发了友好的交互界面,用于不同仿真条件的切换和参数的调整。仿真实验结果表明该方法简单易行、有较高的逼真度,可为红外目标模拟器提供信号源。     

基于实测图像实时绘制技术的红外烟幕图像仿真

红外烟幕图像仿真是红外成像武器应用领域中的一项重要技术。在典型环境条件下开展了运动目标烟幕红外成像跟踪野外试验。根据某型发烟罐外场试验的实测红外图像和相关数据,针对红外烟幕的自身特点和施放条件的影响,提出了一种可对经典红外烟幕模型进行修正的方法。在视景仿真程序中,利用背景、目标等仿真要素,通过与实测数据对比分析生成了图像库,并使用图像分层实时透明绘制方法实现了对红外烟幕干扰的动态视景仿真。其视景窗口大小为360×240,帧频为40帧/s,可以满足一般成像型红外制导过程的仿真实时性要求。     

基于OpenGL的飞行场景红外仿真

在现代化战争中,红外探测与制导技术的使用已越来越广泛,因此如何实时生成战场环境的红外图像就变得非常重要。在Visual C++6.0环境中,利用OpenGL构建了可见光飞行场景;主要基于红外辐射相关理论,对场景中的目标和背景模型进行了红外辐射特性分析,并计算出了各部分模型面元的红外辐射强度;同时使用LOWTRAN7软件分析了大气衰减的影响,并通过灰度量化和OpenGL渲染技术构建了一种实时、动态的飞行场景红外仿真系统。试验结果表明,该系统能够实时生成飞行目标在不同红外波段及不同大气环境影响下的红外图像。     

基于Creator和Vega的红外/SAR成像仿真

在此使用Creator软件建立了带纹理的目标三维模型,以及利用Vega的TMM和MAT工具分别对目标纹理和大气环境进行了建模。基于Vega及其扩展模块远红外传感器仿真模块对红外图像进行了仿真;基于Vega及其扩展模块雷达仿真模块对SAR成像进行了仿真。针对同一场景、同一目标的红外/SAR图像融合过程中存在的图像获取问题,提出一种对同一探测目标的半真实半仿真图像获取方法;使用传感器视效模拟模块进行同一时刻、场景和大气条件下的SAR图像和红外图像仿真。使用Cretor和Vega软件生成红外/SAR图像具有周期短、实时性高的特点,可以很好地解决红外/SAR图像获取难的问题,在军事与民用领域中均有广泛的应用。     

红外导引头动态场景仿真技术(英文)

红外导引头硬件测试的重要性促进了目前大量红外动态场景仿真技术的发展,红外动态场景仿真技术包括动态红外仿真器技术与红外场景仿真技术.红外场景发生器主要有电阻阵列、液晶光阀(LCLVS)、激光显示器、激光半导体阵列、红外CRT和数字微镜(DMD)等.DMD对导引头的性能测试可提供较高的性能指标,而该类型的红外场景发生器正在不断发展之中.红外场景生成可分为数据生成与编程阶段.三维目标模型采用Multigen Creator完成,而场景生成采用Vega完成.Vega的SensorVision模块可以提供大气模型参数以及目标纹理材质.     

主动红外探测式视觉生命探测系统

针对地震后救援现场光照度低、温度变化复杂等特点,设计一款视觉生命探测系统,该系统主要由图像采集、图像传输、图像处理及显示、系统控制四模块构成。当救援现场光照度≥1.0 lx时,系统对救援现场进行可见光图像采集;当救援现场光照度<1.0 lx时,采用红外主动探测方式,即系统近红外光源打开,CCD接收救援现场反射的近红外光并将其转化为图像信号。同时,为提高救援现场环境成像的信噪比,系统中图像处理模块对采集的图像进行相应处理。该系统可实现低照度下震后救援现场的高清晰成像要求,为救援人员制定高效可行的救援方案提供决策依据。     

红外多光谱图像仿真方法研究

针对光电武器研制过程中多光谱图像获取困难的问题,提出了一种通过三维立体场景生成红外多光谱仿真图像的方法。该方法能够生成三维场景任意角度的红外仿真图像,并形成特定波长范围的数据立方体。在3~5 m 范围内对特定目标进行了仿真实验,以0.005 m 为步长生成了包含401张红外图像的数据立方体。为体现反射光的方向特性,推导了一种基于Phong 模型的BRDF 模型,并应用于对方向性较强的太阳直接辐射的反射在红外波段的计算,并在3~5 m 范围生成了具有方向特性的红外仿真图像立方体。一系列实验数据表明,该仿真方法可快速生成红外多光谱图像数据立方体,而BRDF 模型能够真实地反映反射的方向特性,提高了仿真图像的逼真度。     

机载末端红外对抗作战效能仿真研究

为研究飞机末端红外对抗作战效能,通过建立红外对抗仿真系统,分别对飞机红外特性、诱饵干扰特性、激光定向干扰特性进行建模仿真,通过红外特征实时解算的方法建立红外对抗场景,结合不同作战环境、干扰场景的飞机末端防御,进行红外图像渲染和模型解算,为红外干扰效能评估提供实时的红外对抗场景。结合典型的作战态势和飞机机动方式,仿真分析了导引头视场内的目标与诱饵动态红外场景,进行飞机末端防御的不同干扰手段干扰效能评估和干扰使用策略研究。仿真结果表明,飞机红外对抗仿真系统能有效地对末端红外对抗作战效能和干扰策略想定进行研究。     

A Global Infrared Image Synthesis Model for Large-Scale Complex Urban Scene

Most of infrared scene models deal with backgrounds, they can't simulate infrared urban scene. This paper presents a global infrared image synthesis model for large-scale complex urban scene which can be applied to various weather conditions and suitable for various parts of the urban scene. We first analysis the influence of all kinds of meteorological and environmental factors on the infrared characteristic of urban scene. Then based on principle of energy equilibrium we propose a global infrared image synthesis model for urban scene, discuss the specific forms for various parts of the scene and compute their surface temperature. As the rendering principle for infrared scene differs from that for visible scene, we propose a novel rendering criterion for infrared scene. Finally by the method of Gouraud Shading of Computer Graphics, infrared images of urban scene from different viewpoints at different time are presented. Field measurement further shows that our model is robust and feasible.     

基于Creator和Vega的动态红外仿真研究

为了提高红外成像仿真技术和加快红外制导武器的研发进程,分析了目标场景辐射特性模型、大气传输模型以及红外探测器模型,并以F16飞机为例详细介绍了基于Creator和Vega的动态红外图像仿真过程,基于MFC和Vega API编程开发了一种用于切换不同仿真条件和调整参数的友好交互界面,实现了对红外图像的动态控制,给仿真带来...     

时序平滑多尺度叠加动态红外云场景仿真

天基红外观测场景中云场景具有几何结构动态变化复杂、尺度变化随机、辐射动态变化不确定的特点且与天基动态探测链路耦合,对系统探测效能造成极大影响。因此,开展云场景仿真方法研究对天基红外光学卫星系统设计具有非常重要的意义。针对传统仿真方法在大尺度动态云图像仿真应用中计算效率低、占用内存大的问题,提出了一种基于时序平滑多尺度叠加方法的动态云图像仿真方法,在基于多尺度叠加算法进行云层整体位置移动仿真的基础上,利用帧间插值的方法实现动态云层形状结构变化,计算效率提高10倍以上,真实模拟云场景的整体移动与内部变化,实现大尺度动态云图像的仿真。     

卫星观测火箭尾喷焰红外动态场景生成研究

建立了一种星载吸收波段红外传感器连续观测助推段火箭飞行的场景生成模型。提出了一种基于神经网络生成MODIS数据中第22、23波段高分辨率地表发射率图像的方法,生成了分辨率达到百米量级的地表发射率图像,并利用谱段关联计算了4.18~4.5 μm的地表光谱发射率;同时采用Runge-Kutta法生成火箭助推段的飞行轨迹,利用LOS方法计算尾喷焰气体的辐射传输,生成火箭尾喷焰图像。建立了尾喷焰、地表点和传感器的几何关系,对尾喷焰和背景投影成像,合成了卫星观测火箭尾喷焰的动态场景。对辐亮度图像序列进行分析发现,地面背景的辐亮度得到了压制,同时结合轨迹数据对不同时刻的目标辐亮度对比度和所占像元数进行了分析。此外,分析了不同场景下尾喷焰总辐射强度曲线的差异。结果表明,场景生成方法准确可靠,可为基于卫星图像序列的目标检测跟踪等研究提供数据基础和目标特性支撑。