[发明专利]一种基于光学微面元理论几何衰减因子修正方法

权利要求书

1.一种基于光学微面元理论几何衰减因子修正方法，其特征在于，包括：

利用微面元理论，设定物体表面由多个微面元构成，每个微面元由靠近入射光的第一照射面和远离入射光的第二照射面构成；

基于第一照射面与入射光的几何关系，采用法向量夹角概率模型，分别得到入射光完全通过第一照射面的概率，入射光未通过第一照射面的概率，入射光部分通过第一照射面的概率；

基于入射光完全通过第一照射面后完全通过、完全遮蔽或部分通过第二照射面得到第一乘积概率；

入射光完全通过第一照射面后形成第一反射光，基于第一反射光与第二照射面的几何关系，采用法向量夹角概率模型，分别得到第一反射光完全通过第二照射面的概率，第一反射光经第二照射面后向反射的概率；将第一反射光完全通过第二照射面和经第二照射面后向反射的概率和，与入射光完全通过第一照射面的概率进行乘积得到第二乘积概率；

基于入射光部分通过第一照射面后形成第二反射光，基于第二反射光与第二照射面的几何关系，采用法向量夹角概率模型，分别构建第二反射光经第二照射面前向反射的概率，第二反射光经第二照射面后向反射的概率；将第二反射光经第二照射面前向、后向反射的概率和，与入射光部分通过第一照射面的概率进行乘积得到第三乘积概率；

基于入射光未通过第一照射面的概率，以及第一、二、三乘积概率构建修正后的几何衰减因子，以获得入射光的遮挡概率，将修正后的几何衰减因子代入二向反射分布函数计算物体反射光的辐射能量，以探测物体的形貌。

2.根据权利要求1所述的基于光学微面元理论几何衰减因子修正方法，其特征在于，每个微面元由靠近入射光的第一照射面和远离入射光的第二照射面构成，包括：

每个微面元的底边长相等，每个微面元的第一照射面和第二照射面的倾斜角服从随机高斯分布，且倾斜角范围为(-π/2，π/2)。

3.根据权利要求1所述的基于光学微面元理论几何衰减因子修正方法，其特征在于，基于物体表面粗糙度，采用微面元理论构建物体微面元表面与宏观表面的法向量夹角概率模型p(χ)：

其中，χ为微面元的微观法向量与物体表面宏观法向量的夹角，C为使函数p(·)在整个空间积分为1的归一化系数，σ为表面粗糙度，θ_i为入射角，θ_r为反射角。

4.根据权利要求3所述的基于光学微面元理论几何衰减因子修正方法，其特征在于，基于第一照射面与入射光的几何关系采用法向量夹角概率模型分别构建入射光完全通过第一照射面的概率P_1a，入射光未通过第一照射面的概率P_1b，入射光部分通过第一照射面的概率P_1c：

其中，α为第一照射面的微面元的微观法向量与物体表面宏观法向量的夹角，a为入射光通过的纵向距离，b为入射光未通过的纵向距离。

5.根据权利要求3所述的基于光学微面元理论几何衰减因子修正方法，其特征在于，基于入射光完全通过第一照射面后完全通过、完全遮蔽或部分通过第二照射面得到第一乘积概率，包括：

基于入射光完全通过第一照射面后照射到第二照射面的几何关系，采用法向量夹角概率模型，分别得到入射光完全通过第二照射面的概率，入射光完全遮蔽第二照射面的概率，入射光部分通过第二照射面的概率；将入射光完全通过、完全遮蔽、部分通过第二照射面的概率和，与入射光完全通过第一照射面的概率进行乘积得到第一乘积概率。

6.根据权利要求5所述的基于光学微面元理论几何衰减因子修正方法，其特征在于，基于入射光完全通过第一照射面后照射到第二照射面的几何关系，采用法向量夹角概率模型，分别构建入射光完全通过第二照射面的概率入射光完全遮蔽第二照射面的概率入射光部分通过第二照射面的概率

其中，γ为第二照射面的微面元的微观法向量与物体表面宏观法向量的夹角，α为第一照射面的微面元的微观法向量与物体表面宏观法向量的夹角。