被动式红外探测器多波段成像的仿真

根据红外成像原理,建立基于Vega的红外仿真系统模型,包括红外场景、红外探测器及大气传输三个模块.首先分析各模块实现原理及方法,研究在不同波段内被动式红外探测器成像的差别.然后介绍Vega平台上红外仿真的设计方法及程序流程图,并实现仿真模型的建立.最后分别得到3～5μM和8～μm波段内红外地面场景的仿真图,并分析不同波段内场景辐射量、大气衰减量及探测器各参数设置对仿真模型中得到的图像亮度的关系.结果表明:被动式红外探测器探测到的辐射量主要由场景自身的温度决定,但是相同条件下在8～μm岬波段内到达探测器的场景辐射量大于在3～5μm波段内到达探测器的场景辐射量.     

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。     

基于海天背景的红外图像生成方法

在对采用红外成像技术的武器进行内场仿真试验的过程中,针对红外图像的计算机生成问题,提出了一种基于 Vega软件的红外图像仿真方法.该方法首先通过Creator软件建立目标的三维几何模型,然后通过Vega软件的TMM与MAT工具和Sensor Vision与SensorWorks模块,综合考虑天气、距离和探测器等因素后得到目标的红外图像,再将这些图像与探测器实拍的海天背景红外图像进行合成,从而实现目标与背景红外图像的快速生成,提高了场景的可靠性.该方法对采用红外成像技术的武器的测试和评价具有一定的参考价值.     

基于RadBase和Vega的SAR图像仿真系统

利用软件RadBase和Multigen Vega分别实现了对机载合成孔径雷达(SAR)成像系统的仿真.讨论了2种软件在机载SAR成像仿真应用时的具体流程以及仿真系统整体实现的关键技术.给出2种软件对典型军事目标的SAR成像仿真结果,并与同参数成像条件下的真实SAR图像进行了对比.分析和对比了2种软件在机载SAR图像仿真的性能和特点.     

基于Creator和Vega的红外图像实时生成软件设计

针对红外成像仿真对高逼真高实时动态红外图像的需求,提出了一种以Visual C++为开发平台,基于可视化仿真软件Creator和Vega设计开发红外图像实时生成软件的方法.简要介绍了Creator软件的功能,分析了Vega开发环境的主要特点,给出了场景和红外辐射建模方法,重点讨论了在Vega环境下开发红外图像实时生成软件的设计流程和TMM工具、MAT工具以及Sensor模块功能模块的功用,同时对软件进行了实时性设计.     

基于Vega的红外目标成像仿真研究

开展了基于Vega的红外目标成像仿真的研究,分别分析了飞机蒙皮的红外辐射模型、尾喷口的红外辐射模型和飞机尾焰的红外辐射模型,并结合红外辐射模型,详细论述了利用三维视景仿真工具Vega、纹理材质映射工具TMM、大气传输特性计算工具MAT、三维建模工具Creator和开发工具VC++6.0实现红外目标成像仿真的设计流程,给出了红外目标仿真图像,为类似的红外目标成像系统提供了参考。     

基于CIG的动态红外图像实时生成系统

动态红外图像实时生成是红外成像半实物仿真系统的关键技术.介绍了国内外在该领域的研究现状和发展趋势,研究了空中目标的红外辐射模型和基于计算机图像生成技术进行红外图像生成的过程,分析了Vega生成红外图像的原理,并提出了采用商用图形工作站组建图像生成系统的方案.采用HP图形工作站组建硬件平台,在VC环境下采用Vega红外模块编写图像生成软件,在三种不同工作方式下对实时性进行了定量的测试.结果表明:PC架构商用图形工作站的计算能力能够满足红外成像半实物仿真对成像实时性的要求,配以像素数据协处理板卡,该方案还可以满足未来更大图像规模的应用需求.     

基于非线性频率上转换的红外成像技术研究

采用理论分析、数值仿真和实验研究的方法,研究了不同泵浦条件下的红外上转换成像技术。介绍了基于非线性频率上转换的红外成像技术基本原理,使用数值仿真软件,建立了相应模型,分析了频率上转换效率,并基于模拟结果,分别对不同泵浦条件下的红外上转换成像技术进行了实验研究。利用脉冲泵浦光实现了红外上转换成像,得到了中红外信号图像的成像信息和分辨率,为进一步提高频率上转换效率,使用连续泵浦光进行实验,实现了低功率输入条件下中红外图像信息的上转换成像,并对不同泵浦功率条件下的非线性频率上转换成像信息进行了分析。     

基于Vega的场景红外成像仿真研究

红外成像仿真在国防、军事、航空、航天等领域有着极其重要的应用价值.鉴于此,在分析红外成像仿真原理的基础上,提出了一种基于Vega的场景红外成像仿真方法.并详细论述了建立大气传输模型、场景建模及其红外辐射建模的方法.最后利用视景仿真软件Vega进行了红外成像仿真,仿真结果证实了该仿真方法取得了理想的仿真效果,有助于红外成像仿真技术的发展.     

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...     

红外图像转换器传递函数测试方法

红外图像转换器是红外成像制导武器半实物仿真系统红外成像目标模拟器的重要组成部分,用于产生动态红外目标/干扰环境特性图像。图像传递函数是评价图像转换器性能优劣的一项综合性技术指标,包含了图像在不同等效黑体温度条件下,不同分辨率对应的图像调制度。叙述了红外图像转换器图像传递函数的定义和测试方法,用经过标定的热像仪和光学放大系统对红外图像转换器产生的图像进行放大,测试了亮、暗条纹的辐亮度,计算了条纹对的对比度。描述了红外热像仪的标定方法和使用注意事项,给出了256×256元MOS电阻阵列红外图像转换器图像传递函数的测试结果。该文可作为红外图像转换器性能考核的参考。     

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     

Radiance map construction based on spatial and intensity correlations between LE and SE images for HDR imaging

HDR image was developed for the reproduction of real scenes with an acquisition of large dynamic range. In general, HDR image consists of several different exposure images according to the exposure value of a digital camera. Before the construction of a single HDR image, each input image is calibrated using CRF to convert its image data to scene radiance. In order find CRF, conventional methods require special apparatus and reference targets, or several exposure images. This paper proposes a new HDR blending algorithm that uses only dual-exposure images. The proposed algorithm is based on the least squares method, and includes spatial and intensity weighting functions. Each weighting function is used to reduce error points and improve CRF computation accuracy. In addition, a constraint is added to correct white balance in the brightness level. The rendering results show that the proposed algorithm is superior to the conventional algorithm.     

一种航空发动机喷流红外成像仿真模型

分析了红外热像仪面阵单元接收的辐射通量,该分析表明红外热像仪面阵各单元间的辐射通量差异只与其瞬时视场的辐射亮度有关。以此为依据,开发了发动机喷流的红外成像仿真模型。根据热像仪与喷流的位置,建立喷流的圆柱包络体,从面阵单元引出瞬时视场视线,求出视线与包络体交线。利用辐射传递方程计算了视线所穿透喷流的辐射亮度,其中非均匀气体透过率计算采用了Malkmus统计窄谱带模型结合CG近似的方法。然后将辐射亮度转换为灰度级,并根据伪彩色编码,对各面阵单元对应的图像像素点赋RGB值得到喷流红外热像,伪彩色编码采用了彩虹编码。最后,以某型发动机的喷流为研究对象,在流场分析给出静压、静温和组分摩尔分数的基础上,计算了正侧方两种距离下喷流的红外仿真图像。红外仿真图像表明该模型能够准确扑捉喷管处于不完全膨胀状态时,喷流的膨胀波和压缩波组导致的局部辐射亮度的变化。     

Extending depth of field and dynamic range from differently focused and exposed images

Focus stacking and high dynamic range (HDR) imaging are two paradigms of computational photography. Focus stacking aims to produce an image with greater depth of field (DOF) from a set of images taken with different focus distances; HDR imaging aims to produce an image with higher dynamic range from a set of images taken with different exposure values. In this paper, we present an algorithm which combines focus stacking and HDR imaging in order to produce an image with both extended DOF and dynamic range from a set of differently focused and exposed images. The key step in our algorithm is focus stacking regardless of the differences in exposure values of input images. This step includes photometric and spatial registration of images, and image fusion to produce all-in-focus images. This is followed by HDR radiance estimation and tonemapping. We provide experimental results with real data to illustrate the algorithm.     

基于渐进式生成对抗网络的舰船红外图像仿真

红外图像仿真在红外导引头设计、仿真训练中起到十分关键的作用.针对如何生成高分辨率、视觉特征可控的红外图像,提出了一种基于渐进式生成对抗网络的红外图像仿真方法.本文利用舰船模型的红外图像数据集训练了图像合成网络,输入随机特征向量,输出高分辨率的红外仿真图像;设计了图像编码网络,实现红外图像到特征向量的转换;利用Logis...     

不同大气条件下红外成像效果模拟

红外成像仿真技术是解决实际应用中对红外图像数据源需求的重要途径。大气传输是红外成像的必经环节,对红外图像质量有着重要影响,大气传输效应模拟能提高成像的真实感。同一场景在不同大气条件下红外成像的模拟能为特定的图像分析提供数据。在大气传输理论的基础上,研究了红外成像大气作用效果的模拟方法,通过飞艇平台获得的红外图像作为数据,利用大气辐射传输模型进行大气修正得到地面辐亮度基准图像,在此基础上进行了不同大气模式、温度和水汽含量下的红外图像仿真实验,并对实验结果进行了评价,取得了较为理想的仿真效果,为大气效应模拟提供了一种有效的方法。     

On the use of radiance domain for burn scar detection under varying atmospheric illumination conditions and viewing geometry

Assessment of damages due to fire, drought, flood, land slide, etc., using hyperspectral images from Hyperion, AVIRIS or HyspIRI has challenging issues. The effects of different illumination, atmospheric conditions and varying sensor/target viewing geometries are some of these challenges. A common approach for target detection is to apply atmospheric correction algorithms to the radiance image data cube and then search within the atmospherically corrected image cube for the target reflectance signature of interest. One major issue with the above approach is that it is computationally demanding. In this paper, instead of applying atmospheric correction to the raw radiance data, we generate radiance profiles of burn scar for the observed atmospheric and illumination conditions at the time of the hyperspectral image data collection and form a radiance profile library using a nonlinear analytical model for radiative transfer and MODTRAN. The target detection has been performed by a spectral similarity technique which takes into consideration multiple radiance profile variants of the target of interest. The effectiveness of the radiance domain-based target detection approach on reducing the computation time has been demonstrated on burn scar detection using airborne AVIRIS image data.     

海面背景红外图像建模与OpenGL仿真

应用海洋学和红外辐射理论的研究成果建立海面背景红外图像的仿真模型.在海面几何建模中,实现了对风浪和涌浪的模拟,同时增加了三角浪模型以增强真实感;红外辐射建模中,在保证图像质量要求下对辐射方程进行了适当简化.应用OpenGL技术实现海面红外图像的仿真,只需几个输入参数就可确定红外辐射特性,结果表明所提出的仿真模型是正确可行的.     

目标温度对红外迷彩涂料伪装效能的影响

研究了在不同温度下发射率为0.605～0.935的红外迷彩涂层的表观温度和红外图像以及由高、中、低3种发射率涂料组成的三色红外迷彩的辐射对比度随温度变化情况,获得了三色红外迷彩涂料的适用温度范围。结果表明:对于三色红外迷彩涂料,目标与背景实际温差每升高1 K,辐射对比度|C|增大约0.011,即伪装效能随温差增大而降低;当温差超过±20 K时,三色红外迷彩涂层的平均表观温度与背景表观温度之差大于10 K,即涂层几乎没有红外伪装效能。