【摘要】：近紅外波段介于紅外與可見光波段之間,具有穿透性好、對溫度不敏感等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域偽裝與反偽裝偵察技術(shù)研究中。近紅外圖像在一定程度上可以彌補(bǔ)可見光和長波紅外波段無法獲取的信息,能夠較好地適應(yīng)各種惡劣的天氣條件,具有重要的理論研究意義和較強(qiáng)的科研應(yīng)用價(jià)值。由于地物反射率是近紅外仿真的基本參量,本文首先研究了一種快捷、準(zhǔn)確的基于圖像反射率反演方法:為保證圖像灰度與真實(shí)場景輻射照度之間線性對應(yīng)關(guān)系,基于圖像傳感器的光電響應(yīng)特性曲線,對測量圖像進(jìn)行灰度校正;進(jìn)而,通過不同景物的圖像采集,基于反射率反演模型獲取了多種典型地物的反射率數(shù)據(jù)。與地物光譜儀的實(shí)測數(shù)據(jù)比較,相對不確定度在10%以內(nèi),具有較高的反演精度,且可以實(shí)現(xiàn)對景物的多角度的快速反射率測量。由于真實(shí)場景中太陽照射到地表的可見光與近紅外的輻射能量不同,影響仿真精度。為建立精確的可見光與近紅外光譜轉(zhuǎn)換模型,本文定量計(jì)算了可見光與近紅外波段真實(shí)場景輻射能量分布:通過建立不同時(shí)刻的太陽角度模型,計(jì)算了兩波段大氣上界的瞬時(shí)太陽輻射;在分析輻射在大氣中傳輸過程的基礎(chǔ)上,采用MODTRAN計(jì)算了可見光與近紅外波段的大氣透過率,采用Reindl模型計(jì)算了兩波段的大氣散射率,最終得到了可見光與近紅外地表輻射能量。利用本文方法可計(jì)算獲取任意波段不同時(shí)刻的地表輻射能量。在前述研究工作的基礎(chǔ)上,根據(jù)可見光與近紅外成像原理的相似性,建立了以可見光與近紅外波段反射率數(shù)據(jù)、地表輻射能量數(shù)據(jù)以及可見光圖像灰度為參數(shù)的近紅外仿真模型。在仿真多材質(zhì)場景過程中,采用基于圖論最小生成樹的圖像分割算法對場景中的不同材質(zhì)進(jìn)行分類,并結(jié)合仿真模型進(jìn)行基于可見光圖像的近紅外場景仿真。為準(zhǔn)確描述不同材質(zhì)仿真圖像的界限變化,采用邊緣掃描平滑方法對近紅外仿真圖像進(jìn)行處理,得到了較為逼真的多材質(zhì)場景近紅外仿真圖像。與實(shí)拍近紅外圖像對比對比結(jié)果表明,本文仿真圖像與實(shí)際圖像具有較好的相似性,較好地體現(xiàn)了全局特征。本文方法為后續(xù)的近紅外場景實(shí)時(shí)仿真創(chuàng)造了條件。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41

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本文編號：2545304