(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210851020.4 (22)申请日 2022.07.20 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114925553 A (43)申请公布日 2022.08.19 (73)专利权人 成都众享天地网络科技有限公司 地址 610000 四川省成 都市高新区天府五 街200号5号楼1- 3楼 (72)发明人 孙成刚　张剑锋　周武林　岳红霞　 吴翠　 (74)专利代理 机构 成都慕川专利代理事务所 (普通合伙) 51278 专利代理师 冯琬茹 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 11/00(2006.01)(56)对比文件 CN 111539628 A,2020.08.14 CN 104732027 A,2015.0 6.24 CN 111563962 A,2020.08.21 CN 10415 6530 A,2014.1 1.19 CN 109977609 A,2019.07.0 5 CN 114581349 A,202 2.06.03 CN 112505643 A,2021.0 3.16 KR 20180 093588 A,2018.08.2 2 Jieun Kim等.Ima ge based analysis of atmosphere turbulence ef fect on the target detecti on. 《网页在线公开： ht tps:// ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp= & arnumber=7 763405》 .2016,第1- 3页. 张云哲.三维红外天空背景的建模与仿真. 《科技信息》 .2010,(第19期),第5 5-56页. 李晨阳等.基 于三维场景的红外成像 仿真框 架及实现. 《计算机 仿真》 .2020,第37 卷(第7期), 第248-252页. 审查员 杨怡睿 (54)发明名称 一种基于理论/ 半经验方法的红外图像仿真 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于理论/ 半经验方法的 红外图像仿真方法， 包括以下步骤： 建立红外成 像全链路模型、 模拟大气传输效应、 模拟目标和 背景以及量化辐射亮度， 输出红外图像， 从而实 现红外图像的仿真。 本发明还设置红外图像仿真 系统， 在红外图像仿真系统中， 可 以方便的更改 影响成像质量的参数， 增加需要的功能模块， 直 观的获取效果图， 红外仿真系统对硬件要求低， 容易实现， 实用性强， 能够将复杂的过程简单化， 大大降低了红外图像的仿真时长， 有利于红外图 像的仿真， 并且能够根据当前场景计算红外辐射 亮度值， 实时生成红外图像 。 权利要求书1页 说明书5页 CN 114925553 B 2022.11.04 CN 114925553 B 1.一种基于理论/半经验方法的红外图像仿真方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 建立红外成像全链路模型； ①： 红外图像仿真系统设计； ②： 场景建模； 建立红外成像全链路模型过程中， 分析得出影响红外成像的因素， 进而构建出红外入 瞳前辐亮度方程式公式， 公式如下： Lλ＝(Lobj( ε， T)+Ls λ+Lds λ+Lbs λ+Ldε λ+Lb ε λ) 并且， 红外波段需要同时考虑太阳辐射和地物热辐射的影响， 式中Lobj( ε,T)表示地物 的自身辐亮度， Lsλ表示太阳辐射， Ldsλ和Ldε λ分别表示天空光和天空热辐射， Lbsλ和Lb ε λ分别表 示背景光和背景 热辐射， Lλ表示红外入瞳前辐亮度； S2： 模拟大气传输效应； S3： 模拟目标和背景； 建立材质库和纹 理库； S4： 量化辐射亮度， 输出红外图像； 计算得到的红外辐射度 数据， 在其值域内是连续的， 进行红外视景仿真时， 将得到的红 外辐射度数据显示到生成红外图像中， 实现红外图像的仿真。 2.根据权利要求1所述的基于理论/半经验方法的红外 图像仿真方法， 其特征在于， 材 质库包括材质的热力学特性和光学特性， 热力学特性包括材质的温度参数、 发射率参数， 光 学特性包括材质对不同波长的各种反射系数， 包括漫反射系数和BRDF参数， 纹理库包括纹 理图。 3.根据权利要求1所述的基于理论/半经验方法的红外 图像仿真方法， 其特征在于， 输 出红外图像时， 红外图像仿真系统所用信号模拟器的红外功能是灰度的， 对场景进行渲染 得到的红外图像就需要是灰度的， 将红外辐 射度映射到灰度的颜色中时， 需要将连续的红 外辐射度值划分为25 6个等级， 根据辐射度的分布范围， 对其进行量 化。 4.根据权利要求3所述的基于理论/半经验方法的红外 图像仿真方法， 其特征在于， 在 量化过程中， 分别用Lmin和Lmax来表示辐射的最小值和最大值， 将Lmin和Lmax分为256个等 级， 公式表示如下： 其中d为辐射度间隔， 以H表示灰度值， 在计算辐射度对应灰度值时， 用如下公式计算： 其中 为向下取整符号， 根据每个像素点灰度量化值最终生成红外图像， L表示在量化 过程中的辐射 值。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114925553 B 2一种基于理论/半经验方 法的红外图像仿真方 法 技术领域 [0001]本发明涉及一种红外图像仿真技术领域， 具体是一种基于理论/半经验方法的红 外图像仿真方法。 背景技术 [0002]随着科技的进步， 红外图像仿真技术广泛应用到国防、 军事、 航空和航天等领域， 利用计算机生产逼真复杂的虚拟场景， 完成既定目标的仿真， 不仅成本低廉， 而且容易实 现。 此外， 对场景的目标、 背 景、 材质和时间可以根据需求进 行任意变化和增添删减， 既可以 仿真高速的目标运动及过程， 如飞行、 导 弹发射、 追踪等， 又可以仿 真雨、 雪、 阴、 云等多种天 气变化和爆 炸、 碎片、 烟雾等特效， 对场地地形的要求既可以简单又可以复杂， 总之， 红外图 像仿真技 术已经成为军事领域重要的建模和仿真手段。 [0003]红外图像的仿真方法有多种， 但是现有的仿真方法中成本较高， 过程复杂， 红外图 像仿真耗时较长， 不利于红外图像的仿真， 因此， 亟需一种基于理论/半经验方法的红外图 像仿真方法来 解决上述问题。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供一种基于理论/半经验方法的红外图像仿真方法， 以解决 上述背景技 术中提出的问题。 [0005]为实现上述目的， 本发明提供如下技 术方案： [0006]一种基于理论/半经验方法的红外图像仿真方法， 包括以下步骤： [0007]S1： 建立红外成像全链路模型； [0008]①： 红外图像仿真系统设计； [0009]②： 场景建模； [0010]S2： 模拟大气传输效应； [0011]S3： 模拟目标和背景； [0012]模拟目标和背景的前提需要建立材质库和纹 理库； [0013]S4： 量化辐射亮度， 输出红外图像； [0014]计算得到的红外辐射度数据， 在其值域内是连续的， 进行红外视景仿真时， 将得到 的红外辐射度数据显示到生成红外图像中， 实现红外图像的仿真。 [0015]作为本发明进一步的方案： 建立红外成像全链路模型过程中， 分析得出影响红外 成像的因素， 进 而构建出红外入瞳前辐亮度方程式公式， 公式如下： [0016]Lλ＝(Lobj( ε， T)+Ls λ+Lds λ+Lbs λ+Ldε λ+Lb ε λ) [0017]并且， 红外波段需要同时考虑太阳辐射和地物热辐射的影响， 式中Lobj( ε,T)表示 地物的自身辐亮度， Lsλ表示太阳辐射， Ldsλ和Ldε λ分别表示天 空光和天 空热辐射， Lbsλ和Lb ε λ分 别表示背景光和背景 热辐射， Lλ表示红外入瞳前辐亮度。 [0018]作为本发明进一步的方案： 材质 库包括材质的热力学特性和光学特性， 热力学特说　明　书 1/5 页 3 CN 114925553 B 3