[发明专利]信号级高逼真度实时红外复杂场景生成方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及仿真技术领域，特别涉及一种可支持半实物仿真的信号级高逼真度实时红外复杂场景生成方法。 

  

背景技术

现代红外成像器件性能的提高，推动着红外场景生成技术不断发展。目前红外成像制导半实物仿真系统对动态红外场景生成系统的帧频和图像规模都提出了更高的要求，使得系统对实时性、计算规模的要求增加。而现有硬件设备的性能无法保证直接进行动态红外成像仿真的实时性。目前，国内工程上通常是利用Vega Primer等软件的红外模块直接生成红外图像。该方法虽然实现简单，但也存在诸多局限性：首先，无法脱离Windows操作系统运行，也就无法满足半实物仿真所要求的严格意义上的帧时间同步；其次，无法实现信号级仿真，即无法通过物理理论计算获取成像图像上每个像素点所代表的辐射亮度值，也就很难完成模型的验证和校核。实时性是红外场景动态实时生成技术的关键和基本要求，它关系到系统的仿真精度和可靠性。 

  

发明内容

本发明的目的在于提供一种信号级高逼真度实时红外复杂场景生成方法，能够保证所生成的复杂红外场景的逼真度和半实物仿真系统的实时性，可广泛地应用于半实物仿真系统中。 

为解决上述问题，本发明提供一种信号级高逼真度实时红外复杂场景生成方法，包括： 

目标图像实时渲染计算机、干扰图像实时渲染计算机和背景图像实时渲染计算机根据各自获取到的弹道参数从红外辐射特征数据库中分别获取原始图像，并根据各自获取到的原始图像分别生成目标、干扰和背景的信号级的红外动态图像；

大气传输效应实时解算计算机从大气光谱数据库获取垂直方向上的大气透过率数据和程辐射数据，并根据所述目标、干扰和背景的信号级的红外动态图像和获取到的垂直方向上的大气透过率数据和程辐射数据实时计算合成图像中每个像素点的大气效应；

图像实时合成处理计算机根据合成图像中每个像素点的大气效应生成施加大气效应后的合成图像。

进一步的，在上述方法中，所述红外辐射特征数据库中的原始图像包括原始辐射亮度图像、原始透明度图像、原始距离图像和原始真值图像。 

进一步的，在上述方法中，所述目标的信号级的红外动态图像包括目标的辐射亮度图像、透明度图像、距离图像和真值图像； 

所述干扰的信号级的红外动态图像包括干扰的辐射亮度图像、透明度图像、距离图像和真值图像；

所述背景的信号级的红外动态图像包括干扰的辐射亮度图像、透明度图像、距离图像和真值图像。 

进一步的，在上述方法中，目标图像实时渲染计算机、干扰图像实时渲染计算机和背景图像实时渲染计算机根据各自获取到的弹道参数从红外辐射特征数据库中分别获取原始图像，并根据各自获取到的原始图像分别生成目标、干扰和背景的信号级的红外动态图像的步骤包括： 

目标图像实时渲染计算机、干扰图像实时渲染计算机和背景图像实时渲染计算机根据各自获取到的弹道参数从红外辐射特征数据库中分别获取原始图像； 

目标图像实时渲染计算机、干扰图像实时渲染计算机和背景图像实时渲染计算机分别计算探测器的瞬时视场和瞬时视场面积，计算公式如下：

，                                     

，                                     

，                                   

其中，、分别表示水平方向上和垂直方向上探测器像元的瞬时视场，、分别表示水平方向上和垂直方向上探测器的视场宽度，、分别表示探测器的水平分辨率和垂直分辨率，表示探测器像元的瞬时视场面积；

目标图像实时渲染计算机、干扰图像实时渲染计算机和背景图像实时渲染计算机分别计算各自获取到的原始图像中原始辐射亮度图像的单个像素点所占的瞬时视场，计算公式如下：

，                                         

，                                            

，