一种实际红外海面辐射成像模型的建立
其中,c1=3.743×108(W.μm5/m2)，c2=1.4387×104(μm.K)，T为黑体表面的绝对温度(单位为K)，λ为辐射波长(单位为μm).
在这种反射模型下，海水的透射率可以认为是0，则发射率与反射率之和近似为1，因此近似的有［3］：
(10)
三、数值结果与讨论
我们所拍摄的可见光海面图像为灰度图像，如图2所示.可知，对于灰度图像，其象素的最大值是255，最小值是0.象素的灰度值就体现了该象素所对应的海面的几何结构，对于拍摄条件相同的两种波段下的图像来说，唯一的相同之处就是入射角和散射角相同，就是根据这个条件反演出可见光海面图像所对应的红外图像，因此关键之处就是首先要求出入射角θ.在式(5)中，令Pi.g=255，则Pr就代表了图像中各个象素的灰度值，这样便可根据式(5)求出某一个象素的入射角θ，然后将θ的值代入式(8)，就可以求出这个象素对应于红外图像下的此象素的灰度值，遍历可见光图像下的每一个象素，便可获得该图像关于红外波段下的图像.
图2 可见光海面图像 根据式(5)求θ的解析解是不可能的，本文提出了一种数值求解法，很好地解决了这一问题.θ的范围是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，不必具体求出θ的值.具体求解cosθ的步骤如下：
图3 与图2对应的λ=10.6μm红外海面图像
图4 与图2对应的自身辐射时λ=10.6μm红外海面图像 四、结 论 |
本文中的模型建立是基于这样一种假设，即海面是平静的，并且不考虑风速与天空背景的影响，只研究太阳的作用，这样海面便可近似为一光滑的平面［1］，如图1所示.
A Real Model of an IR Sea Surface Radiance Imaging
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