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一種實際紅外海面輻射成像模型的建立

作者: 時間:2010-12-26 來源:網(wǎng)絡 收藏

本文根據(jù)電磁散射、理論,分析了可光圖像與圖像的生成原理.從理論上推導出了具有相同拍攝條件的可見光圖像與海面圖像之間的內(nèi)在聯(lián)系,并提出了一種快速算法,實現(xiàn)了從可見光圖像反演出圖像.最后,本文根據(jù)幾幅可見光海面圖像,利用這種方法反演出了其同樣條件下的紅外圖像.
  關鍵詞:電磁散射;海面;紅外

ZHANG Xiang-dong,SHEN Pei-yi,WU Cheng-ke,HAN Xiang-e
(School of Communications,Xidian University,P.O.Box 103,Xi'an 710071,China)

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/156830.htm

  Abstract:Based on the electromagnetic scattering and radiating theories,the imaging principles for sea surface at visual and infrared bands are analyzed.The relationship between the visual images and IR images at the same environment condition are derived.A fast algorithms is provided to obtain the IR sea surface images from visual images for sea surface.Finally,several real visual images of sea surface are taken to test our method.The corresponding IR images at the same conditions are obtained successfully.
  Key words:electromagnetic scattering;sea surface;infrared imaging

一、引  言
  目標與背景的景象生成是一個比較復雜的物理過程,不同波段下景象圖像的獲得可廣泛應用于飛行模擬、精確制導與仿真、跟蹤與識別以及靈境技術等領域之中.在可見光波段,海面主要取決于太陽、天空背景、大氣傳輸?shù)纫蛩?sup>[1,2].而在紅外激光波段,海面不僅要考慮可見光波段下的各種因素,還要考慮自身的紅外幅射以及大氣對地球的再反射的影響.一般情況下,海面成像建模方法要比目標成像建模方法復雜得多.紅外的海表面是一個隨機的粗糙表面,研究它的就要應用隨機粗糙面散射、輻射的理論方法進行研究.Saunders[1]早期研究了波長范圍在0.8~1.2微米之間的海天輻射情況,他發(fā)展了Cox and Munk的海天幅射,考慮了遮蔽函數(shù)對輻射的影響.Wohlers[2]利用經(jīng)典的電磁散射理論推導出了基于粗糙面散射的紅外海面輻射.所有的這些方法,都是基于統(tǒng)計分析上的研究,沒有針對具體的海面進行研究,沒有提供海面的成像.
  本文研究了一種海面紅外成像的方法.與以往的傳統(tǒng)方法不一樣,本文主要研究在相同拍攝條件下,海面的可見光圖像與紅外圖像之間的關系,并能根據(jù)可見光圖像反演出其紅外圖像.

t113.gif (3166 bytes)

  • 圖1 海面散射模型圖

      在可見光波段,海面可近似的被處理成如式(1)所示的模型[3].

    Pr=|R|2Pi (1)

    其中Pi,Pr分別是入射和散射功率,R為菲涅爾反射系數(shù).
      對于極化波,設R,R分別是垂直與水平極化狀態(tài)下的菲涅爾反射系數(shù),其表達式分別見式(2)、(3)

    g113-1.gif (1398 bytes) (2)
    g113-2.gif (1431 bytes) (3)


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