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原文传递一种仿真流场图像RGB与折射率场分布的转化方法

专利名称：	一种仿真流场图像RGB与折射率场分布的转化方法
摘要：	本发明属于图像处理与物理方法相结合的技术领域，公开了一种仿真流场图像RGB与折射率场分布的转化方法；运用仿真软件模拟出高速飞行器在高空飞行的气体流场密度的分布云图；将密度分布的彩色云图截取出来，记录密度分布的上限与下限；运用编程技术将图像的RGB值提取并进行编号；将RGB值与密度值关联；将密度值转化为对应的折射率值，将密度转化为折射率的转化公式为G‑D公式，G‑D公式为n＝1+KGD·ρ；将编号下的密度值进行计算转化，以此循环，可得到带有编号折射率单元构成的折射率场的分布。本发明避开了分层计算分层的局限，令计算更加精确，误差更小，为后续进一步进行几何光学的其它工作提供了较好的传输平台。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安电子科技大学
发明人：	谢锦宇;白璐;李海英;李艳辉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910000926.3
公开号：	CN109883992A
代理机构：	西安长和专利代理有限公司
代理人：	黄伟洪
分类号：	G01N21/41(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	710071 陕西省西安市太白南路2号西安电子科技大学
主权项：	1.一种仿真流场图像RGB与折射率场分布的转化方法，其特征在于，所述仿真流场图像RGB与折射率场分布的转化方法包括：第一步，运用仿真软件模拟出高速飞行器在高空飞行的气体流场密度的分布云图；第二步，将密度分布的彩色云图截取出来，记录密度分布的上限与下限；第三步，运用编程技术将图像的RGB值提取并进行编号；第四步，将RGB值与密度值关联； (1)彩色云图的颜色变化由一种颜色渐变至另一种颜色，对应的密度逐渐减小，RGB值变化时每个R、G、B值略有浮动，但整体趋势不变；RGB的种类有n种，则有RGB值每变化1，对应的密度变化Δ＝(密度上限-密度下限)/n； (2)运用编程将每个RGB值与密度相关联，RGB值每变化1，则密度变化一个Δ，如RGB值由(255,0,0)变化至(255,5,0)则其密度变化了5个Δ，若为递减趋势，其对应的密度为ρ＝密度上限-5×Δ，由此将每一种像素对应其密度值；第五步，将密度值转化为对应的折射率值，将密度转化为折射率的转化公式为G-D公式，G-D公式为n＝1+KGD·ρ；将编号下的密度值进行计算转化，以此循环，得到带有编号折射率单元构成的折射率场的分布。 2.如权利要求1所述的仿真流场图像RGB与折射率场分布的转化方法，其特征在于，所述第二步中上限为ρmax,下限为ρmin，单位为g/cm3。 3.如权利要求1所述的仿真流场图像RGB与折射率场分布的转化方法，其特征在于，所述第三步中将每一个像素提取出来，图像上飞行器内部无密度场，同时其颜色为白色，并且飞行器边界是黑色，纯黑色与纯白色的RGB分别为为(255,255,255)与(0,0,0)，数值上下略有浮动，将程序设置剔除RGB均大于(235,235,235)与均小于(20,20,20)可将黑色与白色的RGB值完全剔除，但为了方面后续几何光学的处理，将其密度设为0；若该图的像素为mpixel×npixel，令图片坐上角的点原点，横向为X轴，纵向为Y轴，建立坐标系，从左上角第一个像素开始记录第一个编号(0,0)，依次循环，记录至第(m-1,n-1)个像素编号。 4.如权利要求1所述的仿真流场图像RGB与折射率场分布的转化方法，其特征在于，所述第四步具体包括： (1)假设彩色云图的颜色变化为红色渐变至蓝色，所以其RGB值的变化为(255,0,0)→(255,255,0)→(0,255,0)→(0,255,255)→(0,0,255)，对应的密度逐渐减小，RGB值变化时每个R、G、B值略有浮动，但是整体趋势不变；RGB的种类有256×4＝1024种，则有RGB值每变化1，对应的密度变化Δ＝(ρmax-ρmin)/1024； (2)运用编程将每个RGB值与密度相关联，RGB值每变化1，则密度变化一个Δ，将编号内的RGB依次采用算法进行计算转化，在判断每一个像素点RGB值时需要注意其在哪一个区块，例如(0,255,20)属于(0,255,0)→(0,255,255)的区域，其密度为ρ＝ρmax-(256+256+20)Δ，同时注意RGB的浮动值例如RGB值为(3,255,20)仍然属于(0,255,0)→(0,255,255)的区域，但R值有所浮动，在红至蓝渐变的过程中，R值越大，则密度越大，故其密度为ρ＝ρmax-(256+256+20-3)Δ；若B值波动，如RGB值为(255,100,3)其仍属于(255,0,0)→(255,255,0)范围，但B值有所波动，由于在红至蓝变化中，B越大，密度越小，则其密度为ρ＝ρmax-(100+3)Δ；若G值有所波动，如RGB为(100,252,0)，其仍属于(255,255,0)→(0,255,0)的范围，G比较特殊，其在(0,255,255)之前越小则密度越大，但在(0,255,255)之后越小，密度越小，所以RGB为(100,252,0)的密度为ρ＝ρmax-(256+155-3)Δ；按照此判断将所有像素的密度算出，得出密度场分布，并记录对应编号。 5.如权利要求1所述的仿真流场图像RGB与折射率场分布的转化方法，其特征在于，所述第五步具体包括：使用G-D公式将密度值转化为对应的折射率值，G-D公式为：n＝1+KGD·ρ，其中其中λ的单位为μm，将编号下的密度值进行计算转化，在判断是否存在密度时只需要判断其密度值是否为0，若为0，则该处无折射率；若不为0，则计算其折射率；循环计算可得到带有编号折射率单元构成的折射率场的分布，并导入.txt文件。 6.一种应用权利要求1～5任意一项所述仿真流场图像RGB与折射率场分布的转化方法的飞行器。 7.一种应用权利要求1～5任意一项所述仿真流场图像RGB与折射率场分布的转化方法的图像处理平台。
所属类别：	发明专利