CN113470132A - 海面红外仿真图像的生成方法、装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开公开了海面红外仿真图像的生成方法、装置和电子设备，涉及计算机技术领域。具体实现方案为：构建投影空间坐标系下的网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略；假定海面为多个薄层构成的表面，结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据；根据所述零视距红外辐射数据、所述坐标转换策略以及所述网格，生成所述投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。由此，实现了基于海面的零视距红外辐射数据，对海面的红外辐射模拟，从而生成了海面红外仿真图像。

Description

海面红外仿真图像的生成方法、装置和电子设备

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及海面红外仿真图像的生成方法、装置和电子设备。

背景技术

投影网格，是一种在投影空间创建的网格。相关技术中，可以以投影网格为基础创建真实的海面模型，以生成海面仿真图像。然而，发明人发现，相关技术中并不涉及海面环境下的红外辐射模拟。

发明内容

本公开提供了一种海面红外仿真图像的生成方法、装置、电子设备以及存储介质。

根据本公开的一方面，提供了一种海面红外仿真图像的生成方法，包括：构建投影空间坐标系下的网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略；假定海面为多个薄层构成的表面，结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据；根据所述零视距红外辐射数据、所述坐标转换策略以及所述网格，生成所述投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。

根据本公开的另一方面，提供了一种海面红外仿真图像的生成装置，包括：构建模块，用于构建投影空间坐标系下的网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略；确定模块，用于假定海面为多个薄层构成的表面，结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据；生成模块，用于根据所述零视距红外辐射数据、所述坐标转换策略以及所述网格，生成所述投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第一方面所述的海面红外仿真图像的生成方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上所述的第一方面的海面红外仿真图像的生成方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现如上所述的第一方面的海面红外仿真图像的生成方法。

本申请公开的技术方案，具体如下有益效果：

通过构建投影空间坐标系下的网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略，并假定海面为多个薄层构成的表面，结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据，进而根据零视距红外辐射数据、坐标转换策略以及网格，生成投影空间坐标系下的海面红外仿真图像，实现了基于海面的零视距红外辐射数据，进行海面红外辐射模拟，从而生成了海面红外仿真图像。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是根据本公开第一实施例的海面红外仿真图像的生成方法的流程示意图；

图2是MVP变换过程的示意图；

图3是世界空间中的位置与投影空间的位置之间的关系的示意图；

图4根据本公开第二实施例的海面红外仿真图像的生成装置的结构示意图；

图5是用来实现本公开实施例的海面红外仿真图像的生成方法的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

相关技术中，可以以投影网格为基础创建真实的海面模型，以生成海面仿真图像。然而，相关技术中并不涉及海面环境下的红外辐射模拟。

本申请提出了一种海面红外仿真图像的生成方法、装置、电子设备、存储介质和计算机程序产品。该方法中，首先构建投影空间坐标系下的网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略，再假定海面为多个薄层构成的表面，结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据，进而根据零视距红外辐射数据、坐标转换策略以及网格，生成投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。由此，实现了基于零视距红外辐射数据，进行海面红外辐射模拟，从而生成了海面红外仿真图像。

下面参考附图描述本申请实施例的海面红外仿真图像的生成方法、装置、电子设备、存储介质和计算机程序产品。

首先结合图1，对本申请实施例提供的海面红外仿真图像的生成方法进行详细说明。

图1是根据本申请第一实施例的海面红外仿真图像的生成方法的流程示意图。其中，需要说明的是，本实施例提供的海面红外仿真图像的生成方法的执行主体为海面红外仿真图像的生成装置，该海面红外仿真图像的生成装置可以为电子设备，也可以被配置在电子设备中，以进行海面红外辐射模拟，从而生成海面红外仿真图像。

如图1所示，该海面红外仿真图像的生成方法可以包括以下步骤：

步骤101，构建投影空间坐标系下的网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略。

可以理解的是，投影网格，是一种在投影空间(也称为投影空间坐标系)中创建的网格。这种网格与在世界空间(也称为世界空间坐标系)内构建的网格存在着本质差别。在计算机图形学中，为了能够在投影空间进行操作，则需要经过世界变换、视点变换、投影变换。这三种变换在变换的同时，完成了物体空间坐标系到投影空间坐标系(也称为裁剪空间坐标系)的转换。在GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)的渲染管线中，通常使用MVP来表示海面模型的变换过程。其中，由于四个不同的空间可以借助M_world、M_view和M_project这三个矩阵来进行操作，因此变换过程简称为MVP操作。

其中，参考图2可知，MVP变换过程具体为，利用M_world矩阵进行世界变换，从物体空间(也称为物体空间坐标系)转换到世界空间，利用M_view矩阵进行视点变换，从世界空间转换到视点空间(也称为视点空间坐标系)，利用M_project矩阵进行投影变换，从视点空间转换到投影空间。

在本申请实施例中，可以构建投影空间坐标系下的网格即投影网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略，从而利用坐标转换策略，实现世界空间坐标系中的位置到投影空间坐标系中的位置的转换，以基于投影空间坐标系下的网格，生成海面红外仿真图像。

可以理解的是，参考图3所示的世界空间中的位置与投影空间中的位置之间的关系可知，构建投影空间坐标系下的网格时，投影网格的生成与摄像机的位置有关。在海洋场景中，当摄像机朝向海面时，投影网格能够正确转换到世界空间，但是当摄像机与水平面的夹角大于90度或是摄像机朝向天空时，世界空间中网格与水平面的交点就无法正确求出，从而摄像机中会出现网格的边缘，这种现象称之为“逆火”现象。

为了在基于投影网格生成海面红外仿真图像时，避免出现“逆火”现象，需要限制摄像机的朝向和位置，然而在生成海面红外仿真图像时，需要摄像机的视点的朝向是自由的，即当摄像机朝向天空时，海面网格也应该能够被正确渲染，从而得到正确的海面红外仿真图像。这两个要求显然是矛盾的。

本申请实施例中，为了在基于投影网格生成海面红外仿真图像时避免出现“逆火”现象，可以设置一个主摄像机和一个辅助摄像机，辅助摄像机与水平面的夹角小于预设角度阈值，辅助摄像机和主摄像机的本质相同，仅是功能不同，通过限制辅助摄像机的朝向和位置，以确定从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略，以使投影网格能够投影到世界空间，而利用主摄像机实现其它功能，由于辅助摄像机与水平面的夹角小于预设角度阈值，从而避免了“逆火”现象的发生，且由于主摄像机的视点的朝向不受限制，从而海面网格能够被正确渲染，得到正确的海面红外仿真图像。

即，步骤101可以通过以下方式实现：

构建投影空间坐标系下的网格；

设置与水平面的夹角小于预设角度阈值的辅助摄像机，并根据辅助摄像机的位置和朝向，确定从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略。其中，预设角度阈值可以为90度。

在示例性实施例中，可以先根据辅助摄像机的位置和朝向，确定从世界空间坐标系到视点空间坐标系的第一坐标转换策略，再确定从视点空间坐标系到投影空间坐标系下的第二坐标转换策略，进而根据第一坐标转换策略和第二坐标转换策略，生成从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略。

步骤102，假定海面为多个薄层构成的表面，结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据。

其中，零视距红外辐射数据，为视距为零时海面的红外辐射数据。

具体的，本申请实施例中，可以假定海面为多个薄层构成的表面，进而根据海面的自身反射及对外部热源的反射与折射，来确定海面的零视距红外辐射数据。

考虑到海面温度通常受到太阳辐射、天空辐射、海面与大气的传热影响，在示例性实施例中，步骤102具体可以通过以下方式实现：

结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率、以及热平衡方程，确定外部辐射数据；

根据外部辐射数据、太阳辐射反射方向与摄像机朝向反向延长线的夹角，确定海面的零视距红外辐射数据。

其中，在海面为多个薄层构成的表面的假定下，热平衡方程为以下公式(1)所示。

I_sea+W_air+W_layer＝E_sun+E_sky

(1)

其中，I_sea表示海面对大气的净辐射功率；W_air表示海面与大气的净传热功率；W_layer表示海面薄层对下一薄层的净传热功率；E_sun和E_sky和分别表示太阳辐射与天空辐射在海面处的辐照度，E_sun和E_sky的和表示外部辐射数据。

其中，海面对大气的净辐射功率I_sea可以通过以下公式(2)得到。

公式(2)中，T_s与T_air分别表示海面温度与大气温度，ε_s和ε_air表示海面与大气的发射率，σ表示斯特藩-玻尔兹曼常量。其中，对于海面发射率的计算，在简便计算时可直接取ε_s等于0.98，而在对精度有一定要求的情形下，海面发射率应当采用经验公式，通过以下公式(3)计算得到。

ε_s＝0.98*[1(1-cosθ’)⁵]

(3)

其中，θ’为海面法向与竖直方向的夹角，上式(3)表示海面对不同方向的发射率存在差异。

W_air表示有海面水分蒸发及界面处传热带来的传热功率，其可由以下公式(4)计算得到。

W_air＝0.03674*(1+R)(1-r)u*e

(4)

其中，e表示饱和蒸汽压,u表示为风速，r表示相对湿度，R表示鲍恩比，其中鲍恩比为水与气界面处由于直接传热和蒸发传热引起的热量交换之比，对于海洋表面，可取鲍恩比为0.1。

W_layer可以通过以下公式(5)计算得到。

W_layer＝Cpw(T_s-T_l)

(5)

其中，C表示海水的比热，其可以取值为4096J*kg^-1C^-1，p表示海水的密度，其可以取值为1.03*10³kg*m^-3；w表示海水的对流速度，其可以取值为1.5*10^-6m*s^-1；T_s与T_l分别为当前层温度与下一层温度。

通过上述公式(2)-(5)，可以计算得到海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，进而将海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，代入上述热平衡方程(1)，即可确定外部辐射数据。

进一步的，可以根据外部辐射数据、太阳辐射反射方向与摄像机朝向反向延长线的夹角，确定海面的零视距红外辐射数据。

在示例性实施例中，可以通过以下海面的零视距红外辐射数据的计算公式(6)，确定海面的零视距红外辐射数据。

L＝L_self+L_reflex＝ε_seaσT⁴cosθ+p_dE_external*cosθ+p_sE_external*cosⁿα (6)

其中，T表示海洋表层温度，在海洋表层各处均一；θ表示海洋某处法向与摄像机朝向反向延长线的夹角；α表示太阳辐射反射方向与摄像机朝向反向延长线的夹角；ε_sea表示是海面发射率；σ表示斯特藩-玻尔兹曼常量；p_d和p_s分别表示海水对外部辐射的漫反射和镜面反射率，分别取值为0.02与0.03；E_external表示E_sun和E_sky的和；n为预设值。

步骤103，根据零视距红外辐射数据、坐标转换策略以及网格，生成投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。

可以理解的是，海面的零视距红外辐射数据是在世界空间坐标系下获取的，为了生成投影空间坐标系下的海面红外仿真图像，需要将世界空间坐标系下海面的零视距红外辐射数据转换为投影空间坐标系下网格中各个点的零视距红外辐射数据，而由于坐标转换策略，可以实现世界空间坐标系下的位置信息，与投影空间坐标系下的位置信息之间的转换，那么，本申请实施例中，可以先根据零视距红外辐射数据以及坐标转换策略，确定投影空间坐标系下的零视距红外辐射数据，进而根据投影空间坐标系下的零视距红外辐射数据以及网格，生成投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。

相应的，步骤103具体可以通过以下方式实现：

根据零视距红外辐射数据以及坐标转换策略，确定投影空间坐标系下的零视距红外辐射数据；

根据投影空间坐标系下的零视距红外辐射数据以及网格，生成投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。

根据本申请实施例提供的海面红外仿真图像的生成方法，首先构建投影空间坐标系下的网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略，再假定海面为多个薄层构成的表面，结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据，进而根据零视距红外辐射数据、坐标转换策略以及网格，生成投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。由此，通过将海面分层来确定海面的零视距红外辐射数据，进而基于海面的零视距红外辐射数据生成海面红外仿真图像，实现了基于零视距红外辐射数据，进行海面红外辐射模拟，从而生成了海面红外仿真图像。

与上述实施例提供的海面红外仿真图像的生成方法相对应，本申请的一种实施例还提供一种海面红外仿真图像的生成装置，由于本申请实施例提供的海面红外仿真图像的生成装置与上述实施例提供的海面红外仿真图像的生成方法相对应，因此海面红外仿真图像的生成方法的实施方式也适用于本实施例提供的海面红外仿真图像的生成装置，在本实施例中不再详细描述。图4是根据本申请第二实施例的海面红外仿真图像的生成装置的结构示意图。其中，该海面红外仿真图像的生成装置可以配置在电子设备中。

如图4所示，该海面红外仿真图像的生成装置400可以包括：

构建模块401，用于构建投影空间坐标系下的网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略；

确定模块402，用于假定海面为多个薄层构成的表面，结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据；

生成模块403，用于根据零视距红外辐射数据、坐标转换策略以及网格，生成投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。

在本申请的一个实施例中，确定模块402，具体用于：

结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率、以及热平衡方程，确定外部辐射数据；

根据外部辐射数据、太阳辐射反射方向与摄像机朝向反向延长线的夹角，确定海面的零视距红外辐射数据。

在本申请的一个实施例中，海面的零视距红外辐射数据的计算公式为，

L＝L_self+L_reflex＝ε_seaσT⁴cosθ+p_dE_exteernal*cosθ+p_sE_external*cosⁿα

其中，T表示海洋表层温度，在海洋表层各处均一；θ表示海洋某处法向与摄像机朝向反向延长线的夹角；α表示太阳辐射反射方向与摄像机朝向反向延长线的夹角；ε_sea表示是海面发射率；σ表示斯特藩-玻尔兹曼常量；p_d和p_s分别表示海水对外部辐射的漫反射和镜面反射率，分别取值为0.02与0.03。

在本申请的一个实施例中，在海面为多个薄层构成的表面的假定下，热平衡方程为，

I_sea+W_air+W_layer＝E_sun+E_sky

其中，I_sea表示海面对大气的净辐射功率；W_air表示海面与大气的净传热功率；W_layer表示海面薄层对下一薄层的净传热功率；E_sun和E_sky和分别表示太阳辐射与天空辐射在海面处的辐照度，E_sun和E_sky的和表示外部辐射数据。

在本申请的一个实施例中，生成模块403，具体用于：

根据零视距红外辐射数据以及坐标转换策略，确定投影空间坐标系下的零视距红外辐射数据；

根据投影空间坐标系下的零视距红外辐射数据以及网格，生成投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。

根据本申请实施例提供的海面红外仿真图像的生成装置，首先构建投影空间坐标系下的网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略，再假定海面为多个薄层构成的表面，结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据，进而根据零视距红外辐射数据、坐标转换策略以及网格，生成投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。由此，通过将海面分层来确定海面的零视距红外辐射数据，进而基于海面的零视距红外辐射数据生成海面红外仿真图像，实现了基于零视距红外辐射数据，进行海面红外辐射模拟，从而生成了海面红外仿真图像。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图5示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备500的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备500还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图5所示，电子设备500包括计算单元501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的计算机程序或者从存储单元508加载到随机访问存储器(RAM)503中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还可存储电子设备500操作所需的各种程序和数据。计算单元501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。

电子设备500中的多个部件连接至I/O接口505，包括：输入单元506，例如键盘、鼠标等；输出单元507，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元508，例如磁盘、光盘等；以及通信单元509，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元509允许电子设备500通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元501可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元501的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元501执行上文所描述的各个方法和处理，例如海面红外仿真图像的生成方法。例如，在一些实施例中，海面红外仿真图像的生成方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元508。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 502和/或通信单元509而被载入和/或安装到电子设备500上。当计算机程序加载到RAM 503并由计算单元501执行时，可以执行上文描述的海面红外仿真图像的生成方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元501可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行海面红外仿真图像的生成方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网和区块链网络。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行前述任一实施例所述的海面红外仿真图像的生成方法。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现前述任一实施例所述的海面红外仿真图像的生成方法。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海面红外仿真图像的生成方法，其特征在于，包括：

构建投影空间坐标系下的网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略；

假定海面为多个薄层构成的表面，结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据；

根据所述零视距红外辐射数据、所述坐标转换策略以及所述网格，生成所述投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据，包括：

结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率、以及热平衡方程，确定外部辐射数据；

根据所述外部辐射数据、太阳辐射反射方向与摄像机朝向反向延长线的夹角，确定海面的零视距红外辐射数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述海面的零视距红外辐射数据的计算公式为，

L＝L_self+L_reflex＝ε_seaσT⁴cosθ+p_dE_exteernal*cosθ+p_sE_external*cosⁿα

其中，T表示海洋表层温度，在海洋表层各处均一；θ表示海洋某处法向与摄像机朝向反向延长线的夹角；α表示太阳辐射反射方向与摄像机朝向反向延长线的夹角；ε_sea表示是海面发射率；σ表示斯特藩-玻尔兹曼常量；p_d和p_s分别表示海水对外部辐射的漫反射和镜面反射率，分别取值为0.02与0.03。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在海面为多个薄层构成的表面的假定下，所述热平衡方程为，

I_sea+W_air+W_layer＝E_sun+E_sky

其中，I_sea表示海面对大气的净辐射功率；W_air表示海面与大气的净传热功率；W_layer表示海面薄层对下一薄层的净传热功率；E_sun和E_sky和分别表示太阳辐射与天空辐射在海面处的辐照度，E_sun和E_sky的和表示外部辐射数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述零视距红外辐射数据、所述坐标转换策略以及所述网格，生成所述投影空间坐标系下的海面红外仿真图像，包括：

根据所述零视距红外辐射数据以及所述坐标转换策略，确定所述投影空间坐标系下的零视距红外辐射数据；

根据所述投影空间坐标系下的零视距红外辐射数据以及所述网格，生成所述投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。

6.一种海面红外仿真图像的生成装置，其特征在于，包括：

构建模块，用于构建投影空间坐标系下的网格，以及从世界空间坐标系到投影空间坐标系的坐标转换策略；

确定模块，用于假定海面为多个薄层构成的表面，结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率，确定海面的零视距红外辐射数据；

生成模块，用于根据所述零视距红外辐射数据、所述坐标转换策略以及所述网格，生成所述投影空间坐标系下的海面红外仿真图像。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于：

结合海面对大气的净辐射功率、海面与大气的净传热功率、海面薄层对下一薄层的净传热功率、以及热平衡方程，确定外部辐射数据；

根据所述外部辐射数据、太阳辐射反射方向与摄像机朝向反向延长线的夹角，确定海面的零视距红外辐射数据。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述海面的零视距红外辐射数据的计算公式为，

L＝L_self+L_reflex＝ε_seaσT⁴cosθ+p_dE_exteernal*cosθ+p_sE_external*cosⁿα

其中，T表示海洋表层温度，在海洋表层各处均一；θ表示海洋某处法向与摄像机朝向反向延长线的夹角；α表示太阳辐射反射方向与摄像机朝向反向延长线的夹角；ε_sea表示是海面发射率；σ表示斯特藩-玻尔兹曼常量；p_d和p_s分别表示海水对外部辐射的漫反射和镜面反射率，分别取值为0.02与0.03。

9.一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其特征在于，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-5中任一项所述的方法。

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。

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