光学 精密工程
2023, 31(24): 3651
红外警戒系统、红外成像制导导弹等**装备在进行性能评估和模拟训练过程中都需要大量红外仿真图像，但目前红外仿真软件普遍存在生成红外仿真图像逼真度差、软件普适性不好等问题，且国外技术封锁造成我国红外仿真软件发展缓慢。因此，针对国内可见光图像仿真技术日趋成熟的现状，为提高红外仿真图像质量，本文提出了一种采用循环生成对抗网络、由可见光图像生成红外仿真图像的方法，并通过实验验证该算法是有效可行的。该算法首先通过区域生长算法从采集的可见光图像中提取水上目标，建立了水上目标可见光图像生成红外图像的训练数据集；然后利用训练好的网络生成红外仿真图像。测试实验表明，采用这种方法所生成的水上目标红外仿真图像视觉效果接近真实红外图像，可实际应用于海军红外**装备模拟试验和训练系统。
红外图像仿真 图像风格迁移 循环生成对抗网络 区域生长算法 infrared image simulation, image style migration,
西安建筑科技大学 机电工程学院，陕西 西安 710055
空间目标容易受到太空垃圾碰撞及干扰从而产生抖动。针对空间抖动目标红外图像的模型构建问题，对天基空间红外成像系统的主要噪声进行分析并考虑杂散光影响，基于Creator与Vega软件平台相结合，提出抖动状态下空间目标表面缺陷的红外图像的建模方法。依据空间目标基本特征分析其红外辐射特性，在Creator中对空间目标缺陷进行三维建模；根据目标以及背景红外辐射特性对三维模型进行温度场分析，将分析所得结果与Vega红外模块相结合获得红外图像模型；确定抖动图像数学模型并对仿真图像施加抖动影响，然后施加杂散光影响获得最终模拟图像。实验结果表明：该方法生成的抖动状态下空间目标红外图像与实验图像相似程度高，能为空间目标探测与态势感知提供一种有效的模拟系统。
空间目标 抖动状态 Vega Creator 红外图像模拟 space target jitter state Vega Creator infrared image simulation
1 北方工业大学信息学院, 北京 100144
2 中国科学院自动化研究所数字内容技术与服务研究中心, 北京 100190
提出了一种应用于红外图像仿真的级联多尺度信息融合生成对抗网络,能由可见光图像估计对应的红外图像。针对可见光与红外图像特征之间的关联与区别,该网络采用级联的对抗网络结构:第一级对抗网络以语义分割图像为辅助任务,使用大感受野的卷积网络结构,重建红外图像的结构信息;第二级对抗网络以可见光的灰度反转图像为辅助任务,采用小感受野的网络结构,补充红外仿真图像的细节纹理信息,并使用多尺度融合模块整合多感受野信息以提升算法精度。在先进算法的通用数据集上进行实验,结果表明,级联多尺度信息融合对抗网络能够实现可见光到红外图像的转换,可得到结构与纹理都较正确的红外仿真图像,在多种客观指标与主观感受上均优于其他类似算法。
图像处理 红外图像仿真 生成对抗网络 图像域转换 感受野 光学学报
2020, 40(18): 1810001
1 长光卫星技术有限公司, 长春 130051
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
3 武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室, 武汉 430079
提出一种基于谱段关联的近红外图像模拟方法, 分析遥感图像成像链路模型, 以及卫星载荷传感器可见光多光谱谱段和全色谱段的关联性, 计算得到了谱段关联系数, 并基于谱段的关联系数生成模拟近红外图像.为了提高近红外模拟图像生成的速度, 利用基于GPU的SIFT算法对全色图像与多光谱图像进行匹配.采用所提方法利用吉林一号光学A星的数据, 生成模拟近红外图像, 单景图像计算时间优于3 s, 该方法对合成真彩色图像和去云去雾均有较好的效果.
遥感图像 近红外图像模拟 谱段关联性 基于GPU的SIFT算法 真彩色合成图像 去云去雾 Remote sensing image Near-infrared image simulation Spectral correlation SIFT algorithm based on GPU Synthesis of true color image Removal of cloud and haze
1 燕山大学电气工程学院自动化系, 河北 秦皇岛 066004
2 中国科学院光电信息处理重点实验室, 沈阳 110016
对桥梁结构进行分析及简化, 提出了基于 OpenFlight模型的通用桥梁建模方法, 将梁式桥、斜拉索桥、拱桥和悬索桥统一为一种通用的模型结构, 并分别针对桥梁箱体结构、主缆、索塔、护栏等典型部件的热特性, 综合考虑各种自然因素, 建立桥梁红外辐射特性计算理论模型, 并以图像的灰度信息模拟红外辐射特性, 开发了通用的桥梁红外辐射特性计算及成像仿真软件系统, 实现了任意时刻、任意地理位置、任意气象条件下不同类型桥梁的红外辐射特性模拟。实验结果表明提出方法与现有桥梁红外成像仿真结果具有一致性, 符合典型桥梁的红外热辐射规律。
红外辐射特性 红外成像仿真 温度分布 桥梁建模 infrared radiation characteristics infrared image simulation temperature distribution bridge modeling OpenFlight API OpenFlight API
国防科学技术大学自动目标识别重点实验室，湖南长沙 410073
从普朗克辐射定律出发，充分考虑了点目标的弥散现象、噪声以及探测器的盲元，获得了包含小目标的双波段红外仿真图像。结合红外辐射基本原理，讨论分析了基于双波段红外识别小目标的有效特征，得出目标在中波段和长波段的红外辐照度比值以及目标红外辐照度与探测距离间的关系，可以为小目标识别提供可靠的性能参数。
双波段 红外成像仿真 目标特征 dual-band infrared image simulation target feature
1 中国人民解放军92941部队94分队, 辽宁 葫芦岛 125001
2 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
3 西安邮电大学 理学院, 陕西 西安 710121
针对舰载光电跟踪仪仿真测试需求, 提出基于红外图像仿真的光电模拟器的设计。利用Vega仿真平台计算所得辐亮度和仿真图像灰度值之间线性关系, 求解该线性映射关系, 对红外仿真场景的图像进行分析标定。通过某型光电跟踪仪定型试验验证, 光电通道跟踪精度达到1 mrad, 满足系统指标要求。光电模拟器可完成在复杂背景、夜间等外场无法进行的试验条件下, 对光电跟踪仪动态性能和战技指标的测试。
光电跟踪仪 红外图像仿真 光电模拟器 Vega仿真平台 EO tracker infrared image simulation photoelectric simulator Vega simulation platform
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院，北京 100039
设计了一种新的图像注入系统来实现PC机仿真图像到红外处理系统的直接传输。首先，该系统利用USB2.0接收PC机对外场实测数据仿真得到的BMP格式文件,用FPGA控制由两个SDRAM组成的缓冲模块进行图像缓存，然后通过Camera Link接口传送出去。系统数据缓存采用乒乓操作，避免了数据处理时无法持续接收而丢失有效数据的现象。测试时用图像采集卡进行图像采集并显示。结果表明，该系统具有速度快、实时性好、稳定性高等特点，可替代光电跟瞄设备进行仿真训练及设备的动态检验。
红外图像仿真 图像注入系统 乒乓操作 camera link接口 infrared image simulation image injection system FPGA FPGA ping-pong operation camera link interface
1 上海海事大学信息工程学院，上海200135
2 中华人民共和国海事局，北京100736
弱小目标检测是当今研究的热点问题之一。分析目标背景的红外特性,进行红外仿真,可作为弱小目标检测算法的研究基础并为目标检测算法研究构造仿真平台。本文在建立弱小目标热模型的基础上,考虑了海面背景的辐射模型以及红外辐射的大气吸收模型,进而计算出弱小目标的红外辐射及大气衰减量,最终可获得经过大气衰减的弱小目标红外仿真图像,取得了较好的效果。
弱小目标 海面背景:红外辐射 红外仿真 small target sea background infrared radiation infrared image simulation
