基于偽彩圖的雷達歷史目標顯示方法研究

高 森 熊 毅 黃亞楠

（中國電子科技集團公司第三十八研究所，安徽 合肥 230088）

隨著現代雷達探測技術進步和應用場景拓展，操作人員對雷達目標顯示方式有了更高的要求。 現有的目標顯示方式有文本、 列表、 PBEA 顯、 三維曲線、GIS 等[1-5]。 但它們對歷史目標與地理區域之間關系的展示,無法滿足操作人員的需求。

本文提出一種基于偽彩圖[6-8]的雷達歷史目標顯示方法， 該方法可以直觀反映歷史目標與地理區域間的內在聯系， 為操作人員分析目標分布， 設定重點探測區域提供依據。

1 相關技術簡介

1.1 偽彩圖

偽彩圖全稱偽彩色圖像（pseudo-color），與真彩圖每個像素值都有具體RGB 三色分量不同，它的每個像素值實際上是對應著一個索引值， 而索引值又是色彩查找表（CLUT）的入口地址，通過該地址，可以取出包含RGB 分量的強度值。 這種通過映射方式獲取像素值繪制出的彩色圖像，被稱為偽彩圖。

1.2 Qt 的圖形視圖結構

圖元，QGraphicsItem 類是所有圖元的基類，Qt 平臺內置了文本、橢圓、點、線等標準圖元。 同時，通過基類的繼承，設計者可以實現圖元的自定義設計。

場景，QGraphicsScene 類提供了圖形視圖顯示的場景，也是圖元對象的容器。

視圖，QGraphicsView 類提供了一個觀察場景的窗口。 設計者可以通過改變視圖與場景的尺度實現縮放， 通過改變視圖中心實現拖動。 視圖類還提供了視圖和場景間的坐標轉換函數。

2 偽彩圖在雷達目標顯示中的應用設計

2.1 色彩查找表設計

色彩查找表的設計應滿足兩點要求：（1）區域之間色值有明顯差異；（2）在偽彩圖繪制過程中，通過索引值可以迅速取出地址中的色值。 基于以上兩點， 將色彩查找表作如下設計：

QColor colorArray[41]；

為了滿足色值間有明顯差異的需求， 在數組中插入色值差異較大的點，作為里程點。

colorArray[0] = QColor(0,0,255,100)；

colorArray[10] = QColor(0,255,0,100)；

colorArray[20] = QColor(255,255,0,100)；

colorArray[30] = QColor(255,120,0,100)；

colorArray[40] = QColor(255,0,0,100)；

最后，階梯式分配兩個相鄰里程點間差值。

2.2 地理區域劃分

圖1 地理區域劃分示意圖

地理區域劃分是在極坐標系下進行的， 如圖1 所示， 該坐標系以雷達為極點O， 以正北為極軸OY，角度值順時針遞增（OX 為90°），旋轉一周后回到正北。

區域劃分設計將圓劃分為36 個扇區，每個扇區以距離值等分10 份，將區域劃分為360 個子區域。 如圖1，Region[i][j]即為某一子區域。 將探測到的歷史目標以落入子區域分別記數， 該數值最終對應色彩查找表的索引值。

Short regionValue[36][10];

2.3 偽彩圖繪制設計

首先定義繪圖和設備對象，因篇幅有限，以下代碼有部分偽代碼。

QSize size = view->size;

QImage img = QImage(size);

QPainter painter(&img);

然后，遍歷子區域計數數組，獲取regionValue[i][j]的值，對應子區域region[i][j]探測到目標次數。 將目標數作為索引值，查找色彩查找表，獲取對應的色值，對繪圖對象進行賦值。

QColor ind = colorArray[regionValue[i][j]];

Painter.setPen(QPen(ind),1);

Painter.setBrush(QBrush(ind));

最后繪制子區域的偽彩圖。 偽代碼如下：

QPointF p_tl, p_tr, p_bl, p_br;

QPointF p[4] = { p_tl, p_tr, p_bl, p_br };Painter.drawPolygon(p,4);

遍歷結束后，可繪制出完整的偽彩圖圖元，將其加載到場景里即可完成整個偽彩圖的繪制過程。

2.4 偽彩圖繪制流程圖

圖2 偽彩圖繪制流程圖

偽彩圖繪制流程如圖2。 首先，對色彩查找表和子區域計數數組進行初始， 當操作人員在窗口輸入日期區間后， 繪制方法先后完成歷史目標信息的讀取、賦值計數數組等操作；然后，遍歷所有子區域，查找子區域對應的色彩查找表值， 賦值繪圖對象， 繪制子區域偽彩圖；最后，完成遍歷，將繪制好的區域偽彩圖作為圖元，加載到場景中進行顯示。

3 應用實例

在某項目中采用Qt5.7.0 進行偽彩圖繪制和顯示的設計開發。 顯示效果如下： 圖3 是未顯示偽彩圖圖元時的軟件截圖， 主顯示窗口為P 顯； 圖4 為顯示偽彩圖、 靜默區和起始區圖元后的軟件截圖， 上述圖元均疊加在P 顯窗口。

圖3 未疊加偽彩圖的主顯窗口

圖4 疊加偽彩圖后的主顯窗口

實際應用表明，偽彩圖展示歷史目標的顯示方式，可以直觀、 簡捷的展示地理區域與歷史目標間的內在聯系， 為操作人員設置靜默區、 起始區等重點區域的操作，提供準確的依據，而且，該顯示方式不占用額外窗口，偽彩圖顯示與隱藏一鍵切換，操作靈活簡便。

4 結論

本文提出一種基于偽彩圖的雷達歷史目標顯示方法。 該方法可以在不占用額外窗口的前提下， 將雷達歷史目標與地理區域間關系以偽彩圖的顯示方式展現給操作人員， 并為重點區域的設置提供依據， 豐富了雷達目標的顯示方式， 增強了重點區域設置的準確性。 該技術已經應用在多款雷達顯控軟件中。 應用結果表明， 該技術可以準確形象的反應雷達歷史目標與地理區域間的內在聯系。