【技术实现步骤摘要】
本公开涉及数字图像处理技术，尤其是一种岸海复合场景红外图像生成方法、装置、电子设备和存储介质。
技术介绍
1、目前，获取岸海场景图像的方式主要有两种：通过现场实测或计算机仿真。前者通过红外热像仪对目标区域进行拍摄，所获得图像真实度较高、细节丰富，一般不需要再对其特殊处理，该方法存在工作量大、成本高，且获取的红外图像工况有限，难以覆盖全部环境条件以及目标不同状态；后者通过建立岸海场景的红外模型，计算从地面/海面发射到达红外传感器的总辐射亮度，同时模拟不同大气、环境条件，完成岸海复合场景红外图像的分析和处理，该方法可以仿真不同季节、时间、角度下岸海场景目标和背景红外图像，成本较为低廉，具有更加广泛的实用性。
2、红外成像仿真的关键在于如何模拟真实准确且反映不同环境条件的红外场景图像。现有技术中尚无可以实现对不同环境条件的红外场景图像真实准确仿真的技术方案。
3、因此，需要一种或多种方法解决上述问题。
4、需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本公开的目的在于提供岸海复合场景红外图像生成方法、装置、电子设备和存储介质，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
2、根据本公开的一个方面，提供岸海复合场景红外图像生成方法，包括：
3、对包含地面背景、海面背景的岸海背景分别进行红外建模，
4、通过计算大气透过率完成对所述红外辐射在大气传输中大气分子吸收、大气分子和气溶胶的散射的计算；
5、生成大气点扩散函数，基于所述大气点扩散函数对大气传输的红外辐射进行卷积运算，得到光学系统输入辐射；
6、分别基于光学系统调制传递函数、探测器调制传递函数、电子电路系统调制传递函数建立红外成像系统数学模型，以所述光学系统输入辐射为输入，基于所述红外成像系统数学模型生成岸海复合场景红外图像。
7、在本公开的一种示例性实施例中，所述对包含地面背景、海面背景的岸海背景分别进行红外建模包括：
8、分别对裸露地表温度场建模、植被地表温度场建模、地表红外辐射建模、海水表面温度场建模，基于裸露地表温度场红外辐射模型、植被地表温度场红外辐射模型、地表红外辐射模型、海水表面温度场红外辐射模型，计算红外辐射。
9、在本公开的一种示例性实施例中，通过计算大气透过率完成对所述红外辐射在大气传输中大气分子吸收、大气分子和气溶胶的散射的计算，还包括：
10、基于光谱透过率表计算h2o和co2的透过率，并分别对所述h2o和co2的透过率的高度、斜程进行修正，得到大气分子吸收引起的红外辐射大气透过率。
11、在本公开的一种示例性实施例中，通过计算大气透过率完成对所述红外辐射在大气传输中大气分子吸收、大气分子和气溶胶的散射的计算，还包括：
12、基于以标准气象能见度作为参数的模型计算气溶胶粒子大气衰减系数，完成大气分子和气溶胶的散射的计算。
13、在本公开的一种示例性实施例中，生成大气点扩散函数，还包括：
14、基于蒙特卡罗随机方法对大气中光子的行走路径进行模拟；
15、建立光子与粒子碰撞后发生散射的随机模型；
16、基于所述随机模型得到统计后的大气点扩散函数。
17、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
18、分别建立光学系统调制传递函数、探测器调制传递函数、电子电路系统调制传递函数；
19、基于光学系统调制传递函数、探测器调制传递函数、电子电路系统调制传递函数的乘积建立红外成像系统数学模型。
20、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法中，以所述光学系统输入辐射为输入，基于所述红外成像系统数学模型生成岸海复合场景红外图像，还包括：
21、将所述光学系统输入辐射为输入至红外探测器，通过光电效应将辐射能量的光信号转换为电信号；
22、基于电子线路对红外探测器中的电信号进行放大、去噪和滤波处理；
23、将所述电信号基于成像模块生成红外图像。
24、在本公开的一个方面，提供岸海复合场景红外图像生成装置，包括：
25、红外辐射计算模块，用于对包含地面背景、海面背景的岸海背景分别进行红外建模，得到各背景下的红外模型，基于所述各背景下的红外模型，计算红外辐射；
26、大气传输计算模块，用于通过计算大气透过率完成对所述红外辐射在大气传输中大气分子吸收、大气分子和气溶胶的散射的计算；
27、大气点扩散计算模块，用于生成大气点扩散函数，基于所述大气点扩散函数对大气传输的红外辐射进行卷积运算，得到光学系统输入辐射；
28、红外图像生成模块，用于分别基于光学系统调制传递函数、探测器调制传递函数、电子电路系统调制传递函数建立红外成像系统数学模型，以所述光学系统输入辐射为输入，基于所述红外成像系统数学模型生成岸海复合场景红外图像。
29、在本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：
30、处理器；以及
31、存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。
32、在本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。
33、基于本公开实施例，对岸海背景分别进行红外建模，基于所述各背景下的红外模型，计算红外辐射；通过计算大气透过率完成对所述红外辐射在大气传输的计算；生成大气点扩散函数，基于大气点扩散函数对大气传输的红外辐射进行卷积运算，得到光学系统输入辐射；分别基于光学系统调制传递函数、探测器调制传递函数、电子电路系统调制传递函数建立红外成像系统数学模型，以所述光学系统输入辐射为输入，生成岸海复合场景红外图像。本公开实施例通过计算机仿真实现岸海复合场景的高真实度红外图像仿真，基于全要素的物理过程仿真，提高岸海复合场景红外仿真的精度。
34、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
35、下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种岸海复合场景红外图像生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的岸海复合场景红外图像生成方法，其特征在于，所述对包含地面背景、海面背景的岸海背景分别进行红外建模包括：
3.根据权利要求1所述的岸海复合场景红外图像生成方法，其特征在于，通过计算大气透过率完成对所述红外辐射在大气传输中大气分子吸收、大气分子和气溶胶的散射的计算，还包括：
4.根据权利要求1所述的岸海复合场景红外图像生成方法，其特征在于，通过计算大气透过率完成对所述红外辐射在大气传输中大气分子吸收、大气分子和气溶胶的散射的计算，还包括：
5.根据权利要求1所述的岸海复合场景红外图像生成方法，其特征在于，生成大气点扩散函数，还包括：
6.根据权利要求1所述的岸海复合场景红外图像生成方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求1所述的岸海复合场景红外图像生成方法，其特征在于，所述方法中，以所述光学系统输入辐射为输入，基于所述红外成像系统数学模型生成岸海复合场景红外图像，还包括：
8.一种岸海复合场景红外图像生成装置
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该计算机程序指令被处理器执行时，实现上述权利要求1-7中任一所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种岸海复合场景红外图像生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的岸海复合场景红外图像生成方法，其特征在于，所述对包含地面背景、海面背景的岸海背景分别进行红外建模包括：
3.根据权利要求1所述的岸海复合场景红外图像生成方法，其特征在于，通过计算大气透过率完成对所述红外辐射在大气传输中大气分子吸收、大气分子和气溶胶的散射的计算，还包括：
4.根据权利要求1所述的岸海复合场景红外图像生成方法，其特征在于，通过计算大气透过率完成对所述红外辐射在大气传输中大气分子吸收、大气分子和气溶胶的散射的计算，还包括：
5.根据权利要求1所述的岸海复合场景红外...
【专利技术属性】
技术研发人员：沙江，何凛，李旭，王康硕，毛德龙，王怡豪，王奔，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：
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