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红外多光谱图像仿真方法研究

李波,  赵怀慈,  花海洋

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李波, 赵怀慈, 花海洋. 红外多光谱图像仿真方法研究[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1972-1976.
引用本文: 李波, 赵怀慈, 花海洋. 红外多光谱图像仿真方法研究[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1972-1976.
shu
Li Bo, Zhao Huaici, Hua Haiyang. Infrared multispectral image simulation method[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(6): 1972-1976.
Citation: Li Bo, Zhao Huaici, Hua Haiyang. Infrared multispectral image simulation method[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(6): 1972-1976.
shu

红外多光谱图像仿真方法研究

  • 1.

    中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳 110016;

  • 2.

    中国科学院大学,北京 100049;

  • 3.

    中国科学院光电信息处理重点实验室,辽宁沈阳 110016;

  • 4.

    辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室,辽宁沈阳 110016;

  • 5.

    沈阳工程学院信息学院,辽宁沈阳 110016

基金项目: 

国防973科研课题;辽宁省教育厅科研项目（L2011238）

详细信息
    作者简介:

    李波（1980-），男，博士生，主要从事虚拟仿真尧高性能计算及其可视化方面的研究。Email：leebo@sia.cn

  • 中图分类号: TP391.9

Infrared multispectral image simulation method

  • 1.

    Shenyang Institute of automation,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China;

  • 2.

    University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China;

  • 3.

    Key Laboratory of Optical-Electronics Information Processing,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China;

  • 4.

    Key Laboratory of Image Understanding and Computer Vision,Shenyang 110016,China;

  • 5.

    College of Information,College of Information Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110016,China

  • 摘要: 针对光电武器研制过程中多光谱图像获取困难的问题，提出了一种通过三维立体场景生成红外多光谱仿真图像的方法。该方法能够生成三维场景任意角度的红外仿真图像，并形成特定波长范围的数据立方体。在3~5 m 范围内对特定目标进行了仿真实验，以0.005 m 为步长生成了包含401张红外图像的数据立方体。为体现反射光的方向特性，推导了一种基于Phong 模型的BRDF 模型，并应用于对方向性较强的太阳直接辐射的反射在红外波段的计算，并在3~5 m 范围生成了具有方向特性的红外仿真图像立方体。一系列实验数据表明，该仿真方法可快速生成红外多光谱图像数据立方体，而BRDF 模型能够真实地反映反射的方向特性，提高了仿真图像的逼真度。
    Abstract: In order to solve the acquisition problem of the multispectral images in the process of the research on Optical-Electronic weapons, a method of generating infrared multispectral simulation images by 3D scene was presented. The infrared image at any observation angle of the scene and a data cube of specific waveband could be generated by the method. Some experiments were done in waveband 3-5 m to generate a data cube involving 401 infrared simulation images in the wavelength step 0.005 m. A BRDF calculation model based on the Phong model was derived and used in the calculation of the reflection intensity of solar direct radiation which had strong directionality, and a data cube in waveband 3-5 m involving infrared images with directionality was generated when the BRDF calculation mode was applied. The experiments results show that the simulation method presented in this paper could generate infrared multispectral images data cube rapidly, and the BRDF calculation model could reflect the directionality of the reflected light, which improves the fidelity of the simulation images.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-05
  • 修回日期:  2013-11-03
  • 刊出日期:  2014-06-25

红外多光谱图像仿真方法研究

  • 1. 中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳 110016;
  • 2. 中国科学院大学,北京 100049;
  • 3. 中国科学院光电信息处理重点实验室,辽宁沈阳 110016;
  • 4. 辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室,辽宁沈阳 110016;
  • 5. 沈阳工程学院信息学院,辽宁沈阳 110016
    • 作者简介:

    李波（1980-），男，博士生，主要从事虚拟仿真尧高性能计算及其可视化方面的研究。Email：leebo@sia.cn

  • 收稿日期: 2013-10-05
  • 修回日期: 2013-11-03
  • 刊出日期: 2014-06-25
基金项目:

国防973科研课题;辽宁省教育厅科研项目（L2011238）

  • 中图分类号: TP391.9

摘要: 针对光电武器研制过程中多光谱图像获取困难的问题，提出了一种通过三维立体场景生成红外多光谱仿真图像的方法。该方法能够生成三维场景任意角度的红外仿真图像，并形成特定波长范围的数据立方体。在3~5 m 范围内对特定目标进行了仿真实验，以0.005 m 为步长生成了包含401张红外图像的数据立方体。为体现反射光的方向特性，推导了一种基于Phong 模型的BRDF 模型，并应用于对方向性较强的太阳直接辐射的反射在红外波段的计算，并在3~5 m 范围生成了具有方向特性的红外仿真图像立方体。一系列实验数据表明，该仿真方法可快速生成红外多光谱图像数据立方体，而BRDF 模型能够真实地反映反射的方向特性，提高了仿真图像的逼真度。

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