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地面场景的红外仿真有着极其重要的意义。它是目标与背景特征研究中的一个重要研究课题,可以广泛应用于红外图像分析研究、战场环境模拟和红外武器测试等众多领域。本文对地面场景的红外仿真进行了研究,提出了一些新的观点和方法。
本文首先介绍了场景红外仿真技术的重要意义以及发展现状,其次分别从低分辨率的大场景和高分辨率的局部场景采用不同的仿真方式展开研究。对于低分辨率的大场景图像,首先利用基于图像分割的景物分类方法把场景图像按不同材质进行分类,然后通过Vega等仿真软件仿真出在不同条件下各种材质的红外数据,对各种材质映射相应的数据,便可有效的仿真出不同条件下场景的红外图像。这种方法对于同种材质赋予的是平均灰度值。在目标识别等研究中可能会用到纹理特征,而上述方法并不能得到纹理细节。因此,对于分辨率较高的局部场景图像,我们引入了纹理合成的方法对场景进行仿真,首先对场景按材质分类,然后利用红外相机拍摄得到各种材质的红外纹理图像,通过纹理合成得到所需大小的纹理图像,最后对材质纹理进行映射,就可以仿真出纹理特征明显的场景的红外图像。本文重点介绍了基于Markov随机场模型的几种纹理合成算法以及基于块拼接的纹理合成算法,并在W-L算法基础上引入了L邻域最佳大小自动选取的算法,使纹理合成在合成质量和合成速度上得到了很好的平衡。在文章的最后,通过对具体实例的实验,对比实拍场景红外图像与使用纹理合成方法仿真出来的场景红外图像,实验结果表明我们所使用的方法可取得较好的效果。