[发明专利]基于辐射能量特性和光谱特性的紫外场景仿真方法及系统

权利要求书

1.基于辐射能量特性和光谱特性的紫外场景仿真方法，其特征在于，所述紫外场景仿真方法包括以下步骤：

步骤A：创建目标和背景的红外场景仿真模型;

步骤B：根据辐射能量特性和光谱特性，推算仿真的目标和背景模型中每个像素对应的辐射温度值，反演出目标场景的紫外仿真图像；

步骤C：对反演的紫外仿真图像进行图像增强处理，从而最终获得实用的紫外场景仿真图像。

2.根据权利要求1所述的基于辐射能量特性和光谱特性的紫外场景仿真方法，其特征在于，所述步骤A包括以下步骤：

步骤A1:通过可视化三维建模软件用多个三角形面元建立物体的外观轮廓；

步骤A2:对所述每个三角形面元添加纹理和材质，进行渲染着色；

步骤A3：读取所述纹理和材质的映射文件和大气文件，根据辐射能量特性和光谱特性，利用辐射度计算公式计算场景中的红外辐射强度，并将辐射强度量化为灰度值，从而生成红外谱段动态场景仿真辐射图像。

3.根据权利要求1所述的基于辐射能量特性和光谱特性的紫外场景仿真方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤：

步骤B1：利用红外热像的灰度与辐射出射度的关系，结合普朗克黑体辐射公式，利用最小二乘拟合法拟合出辐射出射度与温度的关系；

步骤B2：根据所述辐射出射度与温度的关系，利用艾肯特加速不动点迭代法推算出目标场景图像中每个像素对应的辐射温度值；

步骤B3：根据所述的每个像素对应的辐射温度值，用普朗克公式其中，c₁=3.741832×10⁴W·cm^-2·μm⁴为第一辐射常数,c₂=1.438786×10⁴μm·K为第二辐射常数，T为目标的温度，计算目标场景在紫外谱段的辐射出射度值；

步骤B4：根据公式M(i,j)＝I(i,j)(M_max-M_min)/255+M_min进行辐射值的灰度量化，其中，M_min和M_max分别为红外图像中最高温度T_max和最低温度T_min对应的辐射出射度，I(i,j)为红外图像的灰度值。

4.根据权利要求1所述的基于辐射能量特性和光谱特性的紫外场景仿真方法，其特征在于，步骤C中所述图像增强处理包括以下步骤：

步骤C1：对初始紫外仿真图像进行灰度归一化处理；

步骤C2：采用基于直方图分段变化的图像非线性增强方法对所述灰度归一化的紫外仿真图像进行图像增强；

步骤C3：进一步提高图像的清晰度及信噪比，并避免图像过度增强。

5.根据权利要求4所述的基于辐射能量特性和光谱特性的紫外场景仿真方法，其特征在于，所述灰度归一化处理采用公式I'＝(I-I_min)/(I_max-I_min)得到。

6.基于辐射能量特性和光谱特性的紫外场景仿真系统，其特征在于，包括：

红外场景创建模块，用于创建目标和背景的红外场景仿真模型；

紫外仿真图像反演模块，与所述红外场景创建模块相连，根据辐射能量特性和光谱特性来推算仿真的目标和背景模型中每个像素对应的辐射温度值，反演出目标场景的紫外仿真图像；

紫外场景仿真图像获取模块，与所述紫外仿真图像反演模块相连，对反演的紫外仿真图像进行图像增强处理，从而最终获得实用的紫外场景仿真图像。