本发明专利技术涉及一种利用蒙版技术在三维红外视景实现随机噪声仿真方法，其特征在于，为探测器视口添加一块用于显示噪声的噪声蒙版，对高斯噪声之类的加性噪声，通过调整噪声蒙版的透明度，模拟出探测器的噪声效果。基于，人眼是通过计算机屏幕来观察红外探测器成像的，探测器噪声和视景中的景物最终通过混叠计算显示在屏幕上，所以，为探测器视口添加一块专用于显示噪声的“噪声蒙版”，并保证该“蒙版”与视口为正投影关系，对于高斯噪声这样的加性噪声，通过调整“噪声蒙版”的透明度，就能模拟出探测器的噪声效果。
【技术实现步骤摘要】
一种利用蒙版技术在三维红外视景实现随机噪声仿真方法
本专利技术涉及一种利用蒙版技术在三维红外视景实现随机噪声仿真方法，属于仿真
技术介绍
红外视景图像噪声的种类很多，如热噪声、光电子噪声等。目前，红外成像噪声的成因及规律已研究的比较深入。一些学者对不同类型的噪声提出了相应的噪声模型。如比利时IMEC实验室的BartDierickx进行凝视型阵列盲元修正时，认为盲元在图像中的表现与椒盐噪声相同。热噪声与温度噪声则表现为高斯随机噪声。仿真红外探测器噪声并加入到仿真视景中，将使红外探测器的仿真视景更加逼真。国内对红外成像噪声的仿真研究大多是对单幅的二维红外图像进行噪声添加，工程意义不大，而关于在三维动态红外视景中添加视景噪声的研究文献很少。这主要是由于在工程上，目前的三维图像渲染引擎显示的视景图像是由三维模型通过投影变换得到的，在机制上难以实现探测器视景噪声的添加。有学者使用三维粒子法模拟视景噪声，但这种方法的系统开销比较大。因此如何在三维模型中添加噪声是本领域技术人员研究的问题。
技术实现思路
本专利技术为了在三维红外视景实现随机噪声仿真，提供一种利用蒙版技术在三维红外视景实现随机噪声仿真方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用蒙版技术在三维红外视景实现随机噪声仿真方法，其特征在于，为探测器视口添加一块用于显示噪声的噪声蒙版，对高斯噪声之类的加性噪声，通过调整噪声蒙版的透明度，模拟出探测器的噪声效果。在上述技术方案的基础上，本专利技术为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：进一步，所述的噪声蒙版与探测器视口为正投影关系进行混叠，混叠后的屏幕灰度由公式A计算，其中，χ为噪声屏幕的透明度，GRtt和Gobj分别为噪声和视景中物体的灰度，G＝χGRtt+(1-χ)Gobj公式A。进一步，采用OSG的RTT纹理技术实现探测器视口噪声蒙版的添加。进一步，首先为RTT相机添加一幅空白纹理图像，调整纹理的透明度为零，使其不对探测器视景成像产生影响；然后，在RTT纹理的基础上添加高斯随机噪声；由于每个探测器像元都可能产生高斯随机噪声，要求渲染引擎对所有像元的噪声绘制必须在一帧内完成更新，为噪声屏幕绑定着色器，并在着色器中进行噪声的渲染。进一步，所述的着色器，在顶点着色器中，计算当前点的纹理坐标和产生随机数，并将纹理坐标和随机数作为易变变量传给片元着色器；在片元着色器中，使用2D纹理采样器对纹理像素值进行采样；然后，直接修改RTT纹理像素的灰度值和透明度。进一步，基于着色语言GLSL中的瞬态变量仅支持4维数组，在顶点着色器中，使用多个4维数组存储随机数序列，每遍历一次顶点着色器，可产生一个高斯分布的随机数序列，使得每个像元可以产生不同的随机噪声灰度值。进一步，在片元着色器中，使用2D纹理采样器对纹理像素值进行采样，语句如下：uniformsample2DImage；vec4sample＝texture2D(Image,vTexCoord)；然后，修改RTT纹理像素的灰度值和透明度，采用如下语句：sample＝vec4(x[i],x[i],x[i],blend)；gl_FragColor＝sample；其中x[i]为高斯随机数，blend为噪声点的透明度。本专利技术的特点是：基于，人眼是通过计算机屏幕来观察红外探测器成像的，探测器噪声和视景中的景物最终通过混叠计算显示在屏幕上，所以，为探测器视口添加一块专用于显示噪声的“噪声蒙版”，并保证该“蒙版”与视口为正投影关系，对于高斯噪声这样的加性噪声，通过调整“噪声蒙版”的透明度，就能模拟出探测器的噪声效果。具体实施方式以下是对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。一种利用蒙版技术在三维红外视景实现随机噪声仿真方法，具体为，为探测器视口添加一块用于显示噪声的噪声蒙版，对高斯噪声之类的加性噪声，通过调整噪声蒙版的透明度，模拟出探测器的噪声效果；其中，噪声蒙版与探测器视口为正投影关系进行混叠，混叠后的屏幕灰度由公式A计算，其中，χ为噪声屏幕的透明度，GRtt和Gobj分别为噪声和视景中物体的灰度，G＝χGRtt+(1-χ)Gobj公式A；探测器视口噪声蒙版的添加是采用OSG的RTT纹理技术实现；首先为RTT相机添加一幅空白纹理图像，调整纹理的透明度为零，使其不对探测器视景成像产生影响；然后，在RTT纹理的基础上添加高斯随机噪声；由于每个探测器像元都可能产生高斯随机噪声，要求渲染引擎对所有像元的噪声绘制必须在一帧内完成更新，为噪声屏幕绑定着色器，并在着色器中进行噪声的渲染；着色器，在顶点着色器中，计算当前点的纹理坐标和产生随机数，并将纹理坐标和随机数作为易变变量传给片元着色器；在片元着色器中，使用2D纹理采样器对纹理像素值进行采样；然后，直接修改RTT纹理像素的灰度值和透明度；基于着色语言GLSL中的瞬态变量仅支持4维数组，在顶点着色器中，使用多个4维数组存储随机数序列，每遍历一次顶点着色器，可产生一个高斯分布的随机数序列，使得每个像元可以产生不同的随机噪声灰度值；在片元着色器中，使用2D纹理采样器对纹理像素值进行采样，语句如下：uniformsample2DImage；vec4sample＝texture2D(Image,vTexCoord)；然后，修改RTT纹理像素的灰度值和透明度，采用如下语句：sample＝vec4(x[i],x[i],x[i],blend)；gl_FragColor＝sample；其中x[i]为高斯随机数，blend为噪声点的透明度。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用蒙版技术在三维红外视景实现随机噪声仿真方法，其特征在于，为探测器视口添加一块用于显示噪声的噪声蒙版，对高斯噪声之类的加性噪声，通过调整噪声蒙版的透明度，模拟出探测器的噪声效果。/n
【技术特征摘要】
1.一种利用蒙版技术在三维红外视景实现随机噪声仿真方法，其特征在于，为探测器视口添加一块用于显示噪声的噪声蒙版，对高斯噪声之类的加性噪声，通过调整噪声蒙版的透明度，模拟出探测器的噪声效果。
2.根据权利要求1所述的利用动态蒙版技术在三维红外视景实现随机噪声仿真方法，其特征在于，所述的噪声蒙版与探测器视口为正投影关系进行混叠，
混叠后的屏幕灰度由公式A计算，其中，χ为噪声屏幕的透明度，GRtt和Gobj分别为噪声和视景中物体的灰度，
G＝χGRtt+(1-χ)Gobj公式A。
3.根据权利要求2所述的利用动态蒙版技术在三维红外视景实现随机噪声仿真方法，其特征在于，采用OSG的RTT纹理技术实现探测器视口噪声蒙版的添加。
4.根据权利要求3所述的利用动态蒙版技术在三维红外视景实现随机噪声仿真方法，其特征在于，首先为RTT相机添加一幅空白纹理图像，调整纹理的透明度为零，使其不对探测器视景成像产生影响；然后，在RTT纹理的基础上添加高斯随机噪声；由于每个探测器像元都可能产生高斯...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙涛，王诚成，谢晓方，王彦，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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