專利名稱：熱紅外圖像模擬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱紅外圖像模擬方法，具體涉及一種基于可見光圖像和溫度的熱紅外圖像模擬方法。
背景技術(shù)：
在驗(yàn)證紅外測(cè)量系統(tǒng)和制導(dǎo)系統(tǒng)以及研究目標(biāo)特性時(shí)，往往需要大量的熱紅外圖像作為驗(yàn)證數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)紅外圖像繪制技術(shù)中，主要是根據(jù)場(chǎng)景中各個(gè)表面的有效紅外輻射，并將其灰度化或偽彩化，生成紅外圖像。此類方法生成的紅外圖像畫面較為生硬，沒(méi)有物體表面的細(xì)節(jié)信息。而細(xì)節(jié)信息往往是紅外圖像的重要特征，是區(qū)分不同材質(zhì)的主要依據(jù)，是提高繪制結(jié)果的紅外真實(shí)感的重要手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種熱紅外圖像模擬方法，運(yùn)用本方法可得到細(xì)節(jié)豐富、 真實(shí)感強(qiáng)的熱紅外圖像和熱紅外紋理，并可以加載到三維場(chǎng)景中形成高逼真度的三維熱紅外景象。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種熱紅外圖像模擬方法，包括以下步驟
根據(jù)不同熱學(xué)屬性對(duì)可見光圖像進(jìn)行材質(zhì)分類。對(duì)每類材質(zhì)的每個(gè)像元進(jìn)行發(fā)射率模擬，得到每個(gè)像元的發(fā)射率。根據(jù)所述發(fā)射率及同類材質(zhì)的溫度，生成每個(gè)像元的輻射溫度。根據(jù)輻射溫度與灰度的映射關(guān)系將所述輻射溫度轉(zhuǎn)換成圖像灰度，得到熱紅外圖像。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、模擬的熱紅外圖像細(xì)節(jié)豐富，真實(shí)感強(qiáng)。2、對(duì)原始數(shù)據(jù)要求少，方法簡(jiǎn)便。本發(fā)明可應(yīng)用于紅外仿真、探測(cè)器模擬驗(yàn)證、目標(biāo)特征研究等方面。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于可見光圖像和溫度的熱紅外圖像模擬方法的流程圖。圖2是材質(zhì)像元的發(fā)射率模擬的流程圖。圖3是根據(jù)像元的灰度直方圖設(shè)定灰度范圍的示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明所述的熱紅外圖像模擬方法通過(guò)根據(jù)熱學(xué)屬性對(duì)可見光圖像材質(zhì)進(jìn)行分類，對(duì)每類材質(zhì)中每個(gè)像元發(fā)射率進(jìn)行模擬，再根據(jù)模擬得到的每個(gè)像元發(fā)射率及同類材質(zhì)的溫度，生成每個(gè)像元的輻射溫度，然后根據(jù)輻射溫度與灰度或顏色的映射關(guān)系，將得到的每個(gè)像元的輻射溫度轉(zhuǎn)換成灰度或顏色，從而得到熱紅外圖像。參見圖1，該圖示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種熱紅外圖像模擬方法的流程圖，該熱紅外圖像模擬方法包括以下步驟
首先，拍攝可見光圖像；根據(jù)所拍攝的可見光圖像和不同熱學(xué)屬性，采用遙感圖像處理軟件中的圖像分類功能對(duì)可見光圖像進(jìn)行材質(zhì)分類，上述遙感圖像處理軟件采用的是ENVI 軟件，用來(lái)實(shí)現(xiàn)材質(zhì)分類。其次，對(duì)每類材質(zhì)的每個(gè)像元進(jìn)行發(fā)射率模擬，得到每個(gè)像元的發(fā)射
率 ;
再次，根據(jù)所述發(fā)射率ε及同類材質(zhì)的溫度Τ，生成每個(gè)像元的輻射溫度I；；
所述同類材質(zhì)的溫度采用點(diǎn)溫計(jì)(德國(guó)Optris公司的MS便攜式紅外測(cè)溫儀)進(jìn)行實(shí)地材質(zhì)溫度測(cè)量或通過(guò)Vega仿真軟件中的紅外模擬模塊獲得材質(zhì)的溫度變化數(shù)據(jù)。該輻射溫度Ts是根據(jù)下式(I)計(jì)算得出的
權(quán)利要求
1.一種熱紅外圖像模擬方法，其特征在于，包括以下步驟拍攝可見光圖像；根據(jù)所拍攝的可見光圖像和熱學(xué)屬性，采用遙感圖像處理軟件中的圖像分類功對(duì)可見光圖像進(jìn)行材質(zhì)分類；對(duì)每類材質(zhì)的每個(gè)像元進(jìn)行發(fā)射率模擬，得到每個(gè)像元的發(fā)射率；根據(jù)所述發(fā)射率及同類材質(zhì)的溫度，生成每個(gè)像元的輻射溫度，所述同類材質(zhì)的溫度采用點(diǎn)溫計(jì)進(jìn)行實(shí)地材質(zhì)溫度測(cè)量或通過(guò)虛擬仿真技術(shù)中的紅外模擬模塊獲得材質(zhì)的溫度變化數(shù)據(jù)；根據(jù)輻射溫度與灰度的映射關(guān)系將所述輻射溫度轉(zhuǎn)換成圖像灰度，得到熱紅外圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱紅外圖像模擬方法，其特征在于，通過(guò)每類材質(zhì)所有像元的灰度直方圖和發(fā)射率范圍來(lái)模擬每類材質(zhì)所有像元的發(fā)射率；包括以下步驟統(tǒng)計(jì)出每類材質(zhì)所有像元的灰度直方圖；根據(jù)所述灰度直方圖的分布設(shè)定與像元的發(fā)射率范圍對(duì)應(yīng)的灰度范圍；根據(jù)所述灰度范圍及發(fā)射率范圍模擬所有像元的發(fā)射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述熱紅外圖像模擬方法，其特征在于，根據(jù)所述灰度直方圖的分布設(shè)定與像元的發(fā)射率范圍對(duì)應(yīng)的灰度范圍是按像元灰度總數(shù)的百分比設(shè)定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱紅外圖像模擬方法，其特征在于，所述材質(zhì)的溫度包括材質(zhì)在不同時(shí)間段的溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱紅外圖像模擬方法，包括以下步驟拍攝可見光圖像；根據(jù)所拍攝的可見光圖像和材質(zhì)的不同熱學(xué)屬性，采用遙感圖像處理軟件中的圖像分類功對(duì)可見光圖像進(jìn)行材質(zhì)分類；對(duì)每類材質(zhì)的每個(gè)像元進(jìn)行發(fā)射率模擬，得到每個(gè)像元的發(fā)射率；根據(jù)所述發(fā)射率及同類材質(zhì)的溫度，生成每個(gè)像元的輻射溫度；根據(jù)輻射溫度與灰度的映射關(guān)系將所述輻射溫度轉(zhuǎn)換成圖像灰度，得到熱紅外圖像。本發(fā)明模擬的熱紅外圖像細(xì)節(jié)豐富，真實(shí)感強(qiáng)；同時(shí)對(duì)原始數(shù)據(jù)要求少，方法簡(jiǎn)便。本發(fā)明可應(yīng)用于紅外仿真、探測(cè)器模擬驗(yàn)證、目標(biāo)特征研究等方面。
文檔編號(hào)G06T11/00GK102609962SQ201210015500
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者余松林, 林偉, 王吉遠(yuǎn), 蘇榮華, 陳玉華 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍61517部隊(duì)