一种实时红外场景仿真方法

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一种实用的红外图像模拟生成方法

一种实用的红外图像模拟生成方法
桑农;陈艳菲;张天序
【期刊名称】《华中科技大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2005(33)5
【摘要】提出了一种红外图像模拟方法,该方法以可见光图像作为红外背景模拟数据源,并采用Multigen,Vega等建模仿真软件模拟特定目标,通过红外目标与背景图像的叠加,并根据红外成像系统的三维噪声模型进行噪声处理,实现红外图像模拟.在红外背景模拟中,提出了以感兴趣区域分割为基础的区域划分方法,该分割方法较好地保留了区域细节,从而获得较精确的分割结果.最后给出的模拟实验结果表明本方法既能获得比较逼真的红外模拟图像又具有很强的实用性.
【总页数】3页(P55-57)
【关键词】可见光图像;感兴趣区域;红外图像;三维噪声
【作者】桑农;陈艳菲;张天序
【作者单位】华中科技大学图像识别与人工智能研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP751
【相关文献】
1.一种用于医学图像分割算法验证的模拟图像生成方法 [J], 刘哲;邓翔;王广志
2.一种实用的红外成像系统图像仿真方法 [J], 胡明鹏;单林庆
3.一种基于实测数据温差扰动的红外图像实时生成方法 [J], 李敏;解鸿文;徐中外;
邢宇航
4.一种飞行器蒙皮红外辐射图像生成方法 [J], 张可;黎宁;刘福美;单勇
5.一种基于生成对抗网络与注意力机制的可见光和红外图像融合方法 [J], 罗迪;王从庆;周勇军
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红外动态场景仿真

红外动态场景仿真
高思莉;汤心溢
【期刊名称】《红外》
【年(卷),期】2004(000)012
【摘要】红外动态场景仿真技术是一种应用前景广泛的技术,通过对目标、背景、大气环境、光学系统和探测器效应的分析、表征和重建,生成各种条件下的高保真动态红外场景图像,为红外成像系统的性能评价和改进提供分析依据,对于提高系统的智能化、实用化具有极其重要的意义.
【总页数】6页(P11-16)
【作者】高思莉;汤心溢
【作者单位】中国科学院上海技术物理研究所,上海,200083;中国科学院上海技术物理研究所,上海,200083
【正文语种】中文
【中图分类】TN2
【相关文献】
1.基于DMD多波段动态红外场景仿真系统的关键技术研究 [J], 胡文刚;元雄;何永强;耿达;唐德帅
2.基于OGRE的动态红外场景仿真研究 [J], 林凯;黄曦
3.基于DMD的动态红外场景仿真技术研究 [J], 唐德帅;何永强;黄富瑜;王群;王国培
4.深空双波段红外动态场景仿真与目标分析 [J], 王霄;高思莉;李范鸣
5.便携式实时红外动态场景仿真器设计与实现 [J], 陈元林;汤心溢;于洋
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基于OGRE的动态红外场景仿真研究

健的基于实测数据的红外图像生成方法，绕过了传统方法中复杂几何体红外辐射场计算的难点，使用可编程渲染管线对该方法进行了实现。谢卫博采用Ｊ
Ｄｒｃ作为编程工具对大气及红外探测器效应进行ｉｔＤｅ３了模拟，仿真了三维动态红外场景，取得了较好的效果Ｊ。李勇基于ＧＵ的实时红外图像生成方法，引Ｐ入了基于ＯＲ图形渲染引擎的红外图像生成方ＧＥ法Ｊ。许星的基于ＯＲ图形渲染引擎的红外场景ＧＥ
声效应。总之，动态红外图像生成技术是近年来的研究热
点之一，从应用实现角度来讲，无论是利用商用软件
对各种目标和背景环境及干扰的红外辐射特性的建模、仿真方法，开发了多种专用软件和商用软件，并且已用于实际系统的设计与评估中－］４。具有代表性的红外图像生成平台有：ＩＭＡ，ＣＭＥ —ＳＭ，ＲＡＯＩ
ＬｉｉＨｕｎｇＸｉｎＫａ．ａ
（ｃｏｌｆｅｈｉｌｈｓｓｉｉｎｅｓｙｉｎ１０１ｈｎ）Ｓｈｏｏｃｎｃｙｉ，ＸｄｎＵｉｒｔ，Ｘ’ ０７，ＣｉａＴａＰｃａｖｉａ７
ＡｂｔａｔＲｅｅｒｈｏｎｉｆａｅｃｎｉｌｔｏｒｍｅｒａｅｎＯＧＲｉｏｅ，ａｄａｐｒｒｙａ — ｓｒｃｓａｃｎａｎｒｒｄｓｅｅｓｍｕａｉｎｆａｗｏｋｂｓｄｏＥｓｄｎｎｉｙｄｎｍａｍｉｎｒｅｃｎｓｍｕａｉｎｙｔｍｓｉｌｍｅｔｄ．Ａ “ｔｒｅ— ａｋｒｕｄａｍｏｐｅｅｉｇｎｙｔｍ ’ ｓｎｈｔｃｃｉｆａｄｓｅｅｉｌｔｏｓｓｅｉｍｐｅｎｅｒａｇｔｂｃｇｏｎ —ｔｓｈｒ — ｍａｉｇｓｓｅ ’ ｙｔｅｉｍｏｅｓｂｉｙｔｅｓｍｕａｉｎｓｓｅｃｎｏｍｉｇｔｅｐｏｅｓｏｎｒｅａｉｔｎｔａｓｓｉｎ．Ｉａｅｅａｅｄｌｉｕｌｂｉｌｔｏｙｔｍｏｆｒｎｏｔｒｃｓｆｉａｄｒｄａｉｒｎｍｉｓｏｔｈｈｆｒｏｔｃｎｇｎｒｔｄｎｍｉｎｒｅｃｎｍａｅｆｄｆｅｅｔｅｆｃｓａｃｒｉｇｔｈａａｅｅｓｓｔｂｓｒ．ｙａｃｉａｄｓｅｅｉｇｓｏｉｒｎｆｔｃｏｄｎｏｔｅｐｍｔｒｅｙｕｅｓｆｒｅｒＫｅｗｏｄＩｓｍｕａｉｎ；ＯＧＲＥ；ＧＰｙｒｓＲｉｌｔｏＵ

复杂场景的红外成像建模和仿真

第37卷，增刊红外与激光工程2008年6月V ol.37SupplementInfrared and Laser EngineeringJun.2008收稿日期：2008-06-05作者简介：李奇（5），女，江苏镇江人，工程师，主要从事光电系统总体技术，红外成像仿真等方面的研究。

yj q@y 复杂场景的红外成像建模和仿真李奇1，陆志沣1，王晓铭2，张励1（1.上海机电工程研究所，上海200233；2.海军驻上海地区航天系统军代室，上海201109）摘要：红外成像技术的不断发展对仿真技术提出了新的要求。

复杂场景的红外图像建模是红外成像仿真中的一个重要内容。

复杂场景一般包括目标、干扰和环境背景等对象，直接建模非常困难。

提出了一种先分别建模，再经数字合成得到复杂场景红外图像的方法。

对一个有云天空背景下，目标穿越云层并投放干扰的复杂场景进行了建模和仿真，结果表明，该方法能够正确地对复杂场景进行红外成像模拟，且能够清楚地显示图像中目标和背景辐射的相互影响。

关键词：目标建模；干扰建模；场景合成；红外成像仿真中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1007-2276(2008)增(红外)-0424-04Modeling and simulation of complex infrared sceneLI Qi 1,LU Zhi-feng 1,WANG Xiao-ming 2,ZHANG li 1（1.Shanghai Institute of Mechanics and Electricity Engineering ，Shanghai 200233,China;（2.The Military Representat ive Offi ce of P LA Navy of Shanghai Aerospace System ，Shanghai 201109,China ）Abstr act:The development of infrared imaging technology asked for some new techniques of simulation.IR im a ging modeling of complex scene is the important content of IR im aging simulation.It ’s quite difficult to m odeling the complex IR scene consisted of target,jamming and background directly .In the paper a m ethod is proposed to gain intricate IR scene by modeling apart before digital synthesizing.It simulated the IR scene of a target put out flame tracer while flying through the cloud.It properly simulates the IR complex scene,and the radiant interrelationship between target and background is clearly displayed.Key wor ds:Target modeling;Jam ming m odeling;Scene compose;IR im aging sim ulation0引言红外成像技术由于其在目标探测、识别、抗干扰等方面具有明显优势，日益受到各方关注。

基于GPU的虚拟战场红外仿真技术研究

基于GPU的虚拟战场红外仿真技术研究管莉张胜超郝重阳2009-9-4关键字: 图形处理器红外图像视景仿真红外辐射计算模型实时红外视景仿真已成为红外成像武器系统设计与评估的重要方法，在军事和国民经济中有着广泛的应用前景。

红外仿真的关键环节在于红外视景图像的生成，提出了一种基于GPU实现红外辐射计算模型的方法，将辐射传榆模型中温度、辐射特性等数据的计算移植到GPU中，充分利用了GPU的可编程特性以及强大的并行运算能力，高效生成了精度较高的红外场景图像。

1、引言近年来，红外成像系统在夜间导航、目标探测以及精确制导等各个领域已获得广泛的应用。

由于实时红外场景仿真具有高灵活度、可交互的特点，已成为当前红外仿真领域研究的热点之一，它可有效缩短研发周期、降低研发费用以及有效地测试评估各种红外成像系统。

自20世纪70年代末国外发达国家针对红外成像技术进行了大量的科研投入，并获得了显著的研究成果。

国内的起步则相对较晚，整体水平相对落后，研究大多比较零散，没有系统化。

主要偏重于目标与背景的红外成像建模与仿真方法。

如娄树理等利用OpenGL建立了红外物理模型，并利用OpenGL中的光照模型、纹理映射技术等实现红外场景的仿真。

贾建科等口详细论述了建立大气传输模型、场景建模及其红外辐射建模的方法，并用Vega进行了场景红外成像仿真。

传统的红外图像生成平台如Vegal31等都是基于一种红外辐射计算模型，通过这个模型来计算物体的每—个面元的辐射量，最终量化输出红外仿真图像，但模型的输入为大量的三维模型以及相关的物理特性数据，由于传统GPU自身的限制，计算大部分工作都是由CPU来承担，数据将不可避免地在CPU和GPU之间发生多次传递，大大降低了图像生成效率。

现代图形硬件加速技术的快速发展为红外图像的研究注入了新的活力，新一代的图形绘制硬件集成以GPU为核心的可编程顶点着色器(vertex shader)和可编程像素着色器(pixel shader)，强大的GPU多通道并行运算能力将CPU从繁重的浮点运算中解放出来，为大运算量的三维图形实时处理提供了强有力的支持，通过着色程序来对3D图形流水线中某些阶段作特殊处理，实现更好更快的图形效果。

实时舰船红外热像仿真平台的加速算法

第35卷，增刊红外与激光工程2006年l o月v0I．35Suppl啪ent l nf}眦d朗d L舔c r E ngi ne er i ng oct．2006实时舰船红外热像仿真平台的加速算法徐杲1一，黄雅琳1，任海刚2，刘玉峰1(1．船舶系统工程部，北京l00036；2．上海交通大学机械与动力工程学院，上海200030)摘要：在舰船红外热像仿真研究中，仿真的实时性积仿真结果的精度一直是制约热像仿真成果得到工程．应用的主要因素。

介绍了船舶系统工程部针对舰船红外抑制和红外对抗的需要开发R J S(R e al．t i m6I nfi a fedsi m ul a t or，实时海面舰船红外热像仿真平台)所采用的加速算法，包括提高三维图像精度的“多层投影算法”7和提高可视性判断速度的“z缓冲区采样算法”。

在普通Pc机上的验证结果表明，R I s仿真计算所需的时间仅约30s，图像刷新所需时问小于O．05s。

提高计算机硬件配置后，RJS的仿真速度还将有大幅度的提高．关键词：I uS；舰船红外仿真；加速算法中图分类号：TK l24文献标识码：A文章编号：1007．2276(2006)增A．0335．04opt i m娩ed al gor i t hm s us ed i n r eal t i m e i nf r ar ed s i m ul at or of m ar i ne s hi pxu G a01’-，H uA N G Y a．1i nl，砒’N H ai．g锄92，LI U Y u．f en91(1．Sl I ip s y咖mEngi I髓咖g R es c am h l璐nne，B两i ng l o0036，c hj n a；2．s cl'oo I of M cch ani cal EIl gi他鲥n舀s h锄911ai J i∞T ong uIi垤随饥s l l ang|I ai20∞30．Chi f田A bs t r ac t：T he s t udy on i n仔ar e d si g nat l l r e s i m ul at i on of m痂e shi p has al w ays been l i m i t e d i Il engi I l ee抽g pr act i c e becaus e of m e def i ci ency of V al i di妙锄dⅡl e t i m e-co ns um i ng s i m ul at i on pr ogr am．SeV er al opt i m i zedal gor i m m s ar e i nt m duced i Il t hi s pap er，w hi ch has been us ed i n R eal-t i m e I n仔a red Si m ul at or(I U S)deV el oped by Sh i p Sys t em E ngi Il eem g R es ear ch I ns t沁te f or tl l e s t udy of I n纳r ed Si gnat ure Suppr es si on(I R S S)锄d I l l丘ar ed C ount e卜M easur e(I R C M)．111e se0pt i I I l i z ed al gor i t hm s i I l clude“m u胁layer proj ect i on al g or i n l m”t o enha nce也e pre ci si on of3D i m a ge and“z-b u仃．er s am p l e a l gor i t hm”t o r educe廿1e com put at i on t ill l e consum e d by tl l e j udgm ent sof V i sua I abi l i t y of s hi p s ur fa c e．R ul l ni ng on com m on PC pl at，t he com put at i on t i m e cons um e d by R I S t o s i m ul at e t hei t l行ar ed s i印at ure is l ess t h锄30s，狮d tl l e r e舶s hil lg peri od of l uS i s l es s t l l柚O．05s．ne s peed of R J S w i l l gr eat I y i I l cr eaSe on hi曲capabi l时com puter s．In丘面ed si I I l ul at i on of m ar i l l e shi p；O pt i l n妇d al g or i t hmK ey w or ds：R I s；O引言随着红外成像设备的发展和应用，有关舰船目标和海面背景红外成像特征的研究以及舰船目标红外识别算法的研究目前已成为国外有关研究机构的重要研究领域之一。

红外导引系统快速原型仿真中的场景生成技术

ｉｎｆｒａｒｅｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｏｍｂｓａｒｅｂｕｉｌｔｂａｓｅｏｎｔｈｅＳｅｎｓｏｒＶｉｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｙｓｔｅｍｏｆＶｅｇａ．ａｎｄａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｓｃｅｎｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＶｅｇａｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆａｉｒ —ｔｏ—ａｉｒｍｉｓｓｉｌｅＩＲｇｕｉｄａｎｃｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｒａｍｅｗｏｒｋｉｓｆｉｒｓｔｌｙｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔａｉｒｃｒａｆｔａｎｄｔｈｅＳｉｍｕｌｉｎｋｍｏｄｅｌｓｏｆ６ｄｅ — ｇｒｅｅｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｍｏｔｉｏｎａｎｄＩＲｇｕｉｄａｎｃｅｓｙｓｔｅｍａｒｅｃｒｅａｔｅｄ，ｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｎｃｅｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅ

红外图像仿真系统的设计与实现

第37卷，增刊红外与激光工程2008年6月V ol.37SupplementInfrared and Laser EngineeringJun.2008收稿日期：2008-04-24作者简介：曹春芹()，女，山东潍坊人，硕士，主要研究方向为红外导引系统虚拟样机技术。

qq @y 红外图像仿真系统的设计与实现曹春芹，孟卫华，张晓阳（中国空空导弹研究院，河南洛阳471009）摘要：红外图像的获取方法有试验和仿真等多种。

试验获取方法成本较高，过程复杂，提出一种利用仿真手段获取红外图像的方法，容易实现、成本低廉。

首先，介绍了虚拟场景的建模方法，利用仿真建模软件Mu ltiGen Creator 建立了场景模型库，并进行大气建模和红外材质建模；其次，利用场景驱动软件V ega 对所有的模型进行了驱动和渲染，生成可调用的adf 文件；最后，开发了人机交互界面，通过VC++与V ega 提供的API ，设计实现了红外图像仿真系统，可以使场景在可见光和红外波段之间转换，也可以实现场景的实时漫游，还实现了特殊效果展示以及其他仿真功能，运行效果良好。

关键词：红外图像；三维建模；仿真；实时中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1007-2276(2008)增(红外)-0401-04Design and realization of an infr ared image simulation systemCAO Chun-qin,MENG Wei-hua,ZHANG Xiao-yang(ChinaAirborne Mi s sile Academy,Luoyang 471009,China)Abstr act:Infrared im age h as several m ethods to get,including experiments and sim ulation.The experim ents are at h igh costs and com plex p rocesses compared with the sim ulation.An IR imag e simulation m ethod which can realize easily and costs lowly has provided.Firstly ,th e models database in use the software MultiGen Creator was bu ilt,and the atm osphere modeling method s and IR textu re m odeling methods were given.Second ly ,the models using the software V eg a were driven and rom anced,and the file adf was m ade in term of requ stly ,the IR im ages system ’s graphic user interface was empoldered in the platfo rm V isual C++6.0thorough the V eg a API functions,which cou ld tran sferred between the v isible im ages and IR images and have many oth er fu nction s including the ramble functio n,special effects and etc.Key wor ds:IR Image;3D Modeling;Sim ulation;Real time0引言随着科技的进步，实时仿真技术广泛应用到国防、军事、航空和航天等领域。

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洛阳４７１００９）
（１．华中科技大学图像识别与人工智能研究所摘要
武汉４３００７４）（２．光电控制技术重点实验室
文章实现了一种实时红外场景仿真技术。首先，完成了红外场景仿真系统的设计与现实工作；其次，生成目标区域的红外仿真
（２．Ｓｃｉ．＆Ｔｅｅｈ．ｏｎＥｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００９）
ＡｂｓｔｒａｃｔＡｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅａｌ — ｔｉｍｅｉｎｆｒａｒｅｄｓｃｅｎｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｎｉｎｆｒａｒｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｅ，ｕｓｉｎｇＶＥＧＡｓｔａｎｄａｒｄｔｅｘｔｕｒｅｌｉｂｒａｒｙａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｓｃｅｎｅｕｓｉｎｇｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｒｅａｌｔｉｍｅｒｏａｍ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅ — ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｏｕｒｓｙｓｔｅｍｉｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｅｔａｋｅｎｂｙｉｎｆｒａｒｅｄｃａｍｅｒａ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅａｅｆ — ｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｆｏｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｅｄａｔａｂａｓｅｏｆｔａｒｇｅｔａｒｅａ．ＫａｙＷｏＭｓｉｎｆｒａｒｅｄｓｉｍｕｌａｔｅ，ｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａ１ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｔｅｘｔｕｒｅｍａｐｐｉｎｇＣｌａｓｓＮｕｍｂｅｒＴＰ３９１
图像，仿真过程中使用了ＶＥＧＡ标准材质库，考虑了大气效应对红外辐射的衰减作用；最后。利用三维建模技术，建立相应的三维红外场景，并提供实时漫游功能。实验结果表明，该方法生成的红外仿真图像与实拍图像的变化规律基本一致，为生成目标区域的红外图像数据库创
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４）
１引言
红外成像与仿真技术已经广泛应用在目标检测、精确
制导等领域，成为国内外许多学者的研究重点。由于时问、
模工具，将仿真图像映射到三维目标表
面，建立图
造了条件。关键词红外场景仿真；三维建模；纹理映射ＴＰ３９１中图分类号
ＲｅａｌｔｉｍｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｌｎｆｒａｒｅｄＳｃｅｎｅ
ＨＵＡＮＧＴａＣ，２ＭＩＮＧＤｅｌｅｉ１，２儿ＥＦｅｉｒａｎ２ＬＥＩＢｏ２
总第２７９期
２０１３年第１期
计算机与数字工程
ＣｏｍｐｕｔｅｒＤｉｇｉｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏ１．４１Ｎｏ．１ｌ２１
一
种实时红外场景仿真方法
黄涛明德烈。揭斐然雷波。