一種實(shí)際紅外海面輻射成像模型的建立
加入技術(shù)交流群
其中,c1=3.743×108 (W.μm5/m2)，c2=1.4387×104(μm.K)，T為黑體表面的絕對(duì)溫度(單位為K)，λ為輻射波長(zhǎng)(單位為μm).
在這種反射模型下，海水的透射率可以認(rèn)為是0，則發(fā)射率與反射率之和近似為1，因此近似的有［3］：
(10)
三、數(shù)值結(jié)果與討論
我們所拍攝的可見光海面圖像為灰度圖像，如圖2所示.可知，對(duì)于灰度圖像，其象素的最大值是255，最小值是0.象素的灰度值就體現(xiàn)了該象素所對(duì)應(yīng)的海面的幾何結(jié)構(gòu)，對(duì)于拍攝條件相同的兩種波段下的圖像來說，唯一的相同之處就是入射角和散射角相同，就是根據(jù)這個(gè)條件反演出可見光海面圖像所對(duì)應(yīng)的紅外圖像，因此關(guān)鍵之處就是首先要求出入射角θ.在式(5)中，令Pi.g=255，則Pr就代表了圖像中各個(gè)象素的灰度值，這樣便可根據(jù)式(5)求出某一個(gè)象素的入射角θ，然后將θ的值代入式(8)，就可以求出這個(gè)象素對(duì)應(yīng)于紅外圖像下的此象素的灰度值，遍歷可見光圖像下的每一個(gè)象素，便可獲得該圖像關(guān)于紅外波段下的圖像.
圖2 可見光海面圖像 根據(jù)式(5)求θ的解析解是不可能的，本文提出了一種數(shù)值求解法，很好地解決了這一問題.θ的范圍是0°～90°，所以cosθ的值域是［0,1］，由式(2)、(3)可以看出，只要知道cosθ的值即可，不必具體求出θ的值.具體求解cosθ的步驟如下：
圖3 與圖2對(duì)應(yīng)的λ=10.6μm紅外海面圖像
圖4 與圖2對(duì)應(yīng)的自身輻射時(shí)λ=10.6μm紅外海面圖像 四、結(jié) 論本文利用可見光海面圖像與同樣拍攝條件下的紅外海面圖像之間的內(nèi)在聯(lián)系，推導(dǎo)出了建立紅外海面輻射成像模型的一種方法.由于條件所限，無法獲得相同條件下真實(shí)的紅外海面圖像進(jìn)行進(jìn)一步的理論分析與討論.但該算法形式簡(jiǎn)單，運(yùn)算速度快，是建立紅外海面輻射成像的一種有效算法. |
本文中的模型建立是基于這樣一種假設(shè)，即海面是平靜的，并且不考慮風(fēng)速與天空背景的影響，只研究太陽的作用，這樣海面便可近似為一光滑的平面［1］，如圖1所示.
A Real Model of an IR Sea Surface Radiance Imaging
評(píng)論