[发明专利]一种高动态范围成像的火焰三维温度场重建方法

摘要

本发明公开了一种高动态范围成像的火焰三维温度场重建方法，属于虚拟现实领域。本方法使用高动态范围采集设备获取火焰图像，然后利用光度计和窄带滤光片恢复单色辐射照度图；然后根据视角因子和距离，从二维辐照度图重建三维辐射力场，形成凸优化问题，并使用可视外壳技术约束解空间；最后使用双色测温法计算火焰三维温度分布。本发明利用火焰的高动态范围彩色图像进行温度场重建，避免火焰图像过曝光问题；并通过标定辐照度从颜色通道到单色波长的衰减率，可以得到同步得到多幅单色辐照度图，避免了直接采用颜色通道数据带来的重建误差。

主权项

一种高动态范围成像的火焰三维温度场重建方法，采集多视角高动态范围彩色火焰图像；利用单通滤光片和光度计标定辐照度衰减率，从采集图像中计算得到在特定波长的辐射照度图，多视角重建三维温度场形成凸优化问题，可视外壳约束解空间，求解这一问题得到火焰三维温度场分布；其特征在于如下步骤：(1)设计火焰的彩色高动态范围成像系统，多视角同步采集彩色高动态范围火焰图像，得到火焰同步图像；(2)利用光度计和窄带滤光片标定辐照度衰减率，结合相机响应曲线从RGB图像中恢复出对应单波长辐射照度图；(3)根据角系数和距离，计算三维体素到二维像素的影响因子，从多视角二维辐照度图重建三维辐射力场，形成凸优化问题；(4)可视外壳约束辐射力场三维重建的解空间，实现对重建结果的几何约束，并使能量分布更合理；(5)求解凸优化问题，重建出火焰的三维辐射力场，双色测温计算火焰三维温度分布。