【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电信息，特别是涉及一种海面尾迹粗糙度反演方法及系统。
技术介绍
1、海面尾迹粗糙度可用于评估海面尾迹信号特征，进而用于反演运动目标本体特性参数及目标运动方位等信息，在海洋遥感领域具有广泛应用。
2、目前，在尾迹粗糙度研究上，主要有两类方法，一种是基于实测数据方式研究粗糙度；另一种是基于海面反射数据反演粗糙度，通常基于传统模型，根据可控变量(如角度等)的变化对反射辐射量的影响，反演尾迹粗糙度信息。但在实际应用中发现，上述模型主要基于辐射数据计算，当采用成像型图像数据时，成像系统传输演化及噪声等因素会对反演精度产生严重影响，进而影响粗糙度分析。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出一种海面尾迹粗糙度反演方法及系统，在基于海面反射数据反演粗糙度的方法基础上，提出一种将成像系统参数与随机噪声特性引入粗糙度反演的海面尾迹粗糙度反演方法及系统，直接利用成像型图像数据即可实现粗糙度精确反演，在海面目标探测、尾迹信号处理等领域具有重要的应用价值。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术公开了一种海面尾迹粗糙度反演方法，包括以下步骤：
4、获取第一幅尾迹图像和第二幅尾迹图像；所述第一幅尾迹图像和所述第二幅尾迹图像采用不同的观测天顶角成像得到；
5、计算第一组反射小坡面倾角和第二组反射小坡面倾角；所述第一组反射小坡面倾角和所述第二组反射小坡面倾角基于不同的观测天顶角成像计算得到；
6、利用所
7、
8、其中，<>表示取平均。
9、进一步地，基于光源天顶角θi、光源方位角第一观测天顶角θr1、观测方位角计算第一组反射小坡面倾角ω1：
10、
11、基于光源天顶角θi、光源方位角第二观测天顶角θr2、观测方位角计算第二组反射小坡面倾角ω2：
12、
13、进一步地，以船只尺寸a*b、运动速度v、吃水深度d生成尾迹信号，之后控制船只在水中运动形成尾迹；
14、以光源天顶角θi、光源方位角第一观测天顶角θr1、观测方位角对尾迹成像，并获得第一幅尾迹图像；
15、以光源天顶角θi、光源方位角第二观测天顶角θr2、观测方位角对尾迹成像，并获得第二幅尾迹图像。
16、又一方面，本专利技术还公开了一种海面尾迹粗糙度反演系统，包括：数据输入模块、数据计算模块、光源模块、成像模块、尾迹生成模块和数据输出模块；
17、所述数据输入模块，用于输入光源天顶角θi及光源方位角并传输至光源模块；用于输入两组观测天顶角θr1、θr2及观测方位角并传输至成像模块；用于输入船只尺寸a*b、运动速度v、吃水深度d，并传输至尾迹生成模块；用于输入相机的满阱电荷nfullwell、量化位数n、平均噪声电子数ne，同光源天顶角θi及光源方位角两组观测天顶角θr1、θr2及观测方位角信息共同传输至数据计算模块；
18、所述数据计算模块，用于利用数据输入模块输入的平均噪声电子数ne模拟计算两组以ne为均值的随机噪声电子数；用于利用所述数据输入模块输入的光源天顶角θi、光源方位角第一观测天顶角θr1和第二观测天顶角θr2、观测方位角计算反射小坡面倾角ω1与ω2；用于利用成像模块输入的第一幅尾迹图像i1与第二幅尾迹图像i2，所述数据输入模块输入的观测天顶角θr1与θr2、满阱电荷nfullwell、量化位数n、随机噪声电子数ne1与ne2与自身计算的反射小坡面倾角ω1与ω2信息计算海面尾迹粗糙度；用于将计算结果传递至数据输出模块；
19、所述光源模块，用于利用所述数据输入模块输入的光源天顶角θi、光源方位角信息设置特定光源角度；用于接收尾迹生成模块提供的同步信号开始工作并辐射特定角度光源；
20、所述成像模块，用于利用所述数据输入模块输入的两组观测天顶角θr1、θr2及观测方位角设置特定成像角度；用于接收尾迹生成模块提供的同步信号开始工作并捕获两组不同观测天顶角与观测方位角下的图像数据；用于将成像数据传输至所述数据计算模块；
21、所述尾迹生成模块，用于利用数据输入模块输入的船只尺寸a*b、运动速度v、吃水深度d生成尾迹信号，之后控制船只在水中运动形成尾迹，在生成尾迹的同时传递同步信号至所述光源模块与所述成像模块，触发所述光源模块与所述成像模块工作；
22、所述数据输出模块，用于接收所述数据计算模块的计算结果并输出。
23、进一步地，所述数据计算模块计算海面尾迹粗糙度，包括：
24、利用所述第一幅尾迹图像i1和所述第二幅尾迹图像i2、所述第一组反射小坡面倾角ω1与所述第二组反射小坡面倾角ω2、第一观测天顶角θr1与第二观测天顶角θr2、满阱电荷nfullwell、量化位数n、随机噪声电子数ne1与ne2计算海面尾迹粗糙度σ2：
25、
26、其中，<>表示取平均。
27、进一步地，所述数据计算模块计算反射小坡面倾角包括：
28、基于光源天顶角θi、光源方位角第一观测天顶角θr1、观测方位角计算第一组反射小坡面倾角ω1：
29、
30、基于光源天顶角θi、光源方位角第二观测天顶角θr2、观测方位角计算第二组反射小坡面倾角ω2：
31、
32、本专利技术的优点和积极效果：本专利技术提出一种海面尾迹粗糙度反演方法及系统，填补国内目前没有直接通过成像型图像数据精确反演尾迹粗糙度的空白，通过将成像系统参数与随机噪声特性引入尾迹粗糙度反演过程，实现粗糙度精确反演。该专利技术可用于尾迹或粗糙海面等目标的粗糙度精确反演，为海面目标探测、尾迹信号处理等领域提升探测精度与数据处理效果提供保障。
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1.一种海面尾迹粗糙度反演方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种海面尾迹粗糙度反演方法，其特征在于，基于光源天顶角θi、光源方位角第一观测天顶角θr1、观测方位角计算第一组反射小坡面倾角ω1：
3.根据权利要求1所述的一种海面尾迹粗糙度反演方法，其特征在于，以船只尺寸a*b、运动速度v、吃水深度d生成尾迹信号，之后控制船只在水中运动形成尾迹；
4.一种海面尾迹粗糙度反演系统，其特征在于，包括：数据输入模块、数据计算模块、光源模块、成像模块、尾迹生成模块和数据输出模块；
5.根据权利要求4所述的一种海面尾迹粗糙度反演系统，其特征在于，所述数据计算模块计算海面尾迹粗糙度，包括：
6.根据权利要求4所述的一种海面尾迹粗糙度反演系统，其特征在于，所述数据计算模块计算反射小坡面倾角包括：
【技术特征摘要】
1.一种海面尾迹粗糙度反演方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种海面尾迹粗糙度反演方法，其特征在于，基于光源天顶角θi、光源方位角第一观测天顶角θr1、观测方位角计算第一组反射小坡面倾角ω1：
3.根据权利要求1所述的一种海面尾迹粗糙度反演方法，其特征在于，以船只尺寸a*b、运动速度v、吃水深度d生成尾迹信号，之后控制船只在水中运动形成...
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