高 森 熊 毅 黃亞楠

（中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所，安徽 合肥 230088）

隨著現(xiàn)代雷達(dá)探測技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用場景拓展，操作人員對(duì)雷達(dá)目標(biāo)顯示方式有了更高的要求。 現(xiàn)有的目標(biāo)顯示方式有文本、 列表、 PBEA 顯、 三維曲線、GIS 等[1-5]。 但它們對(duì)歷史目標(biāo)與地理區(qū)域之間關(guān)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(dá)歷史目標(biāo)顯示方法， 該方法可以直觀反映歷史目標(biāo)與地理區(qū)域間的內(nèi)在聯(lián)系， 為操作人員分析目標(biāo)分布， 設(shè)定重點(diǎn)探測區(qū)域提供依據(jù)。

1 相關(guān)技術(shù)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(gè)像素值都有具體RGB 三色分量不同，它的每個(gè)像素值實(shí)際上是對(duì)應(yīng)著一個(gè)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(qiáng)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(jié)構(gòu)

圖元，QGraphicsItem 類是所有圖元的基類，Qt 平臺(tái)內(nèi)置了文本、橢圓、點(diǎn)、線等標(biāo)準(zhǔn)圖元。 同時(shí)，通過基類的繼承，設(shè)計(jì)者可以實(shí)現(xiàn)圖元的自定義設(shè)計(jì)。

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

視圖，QGraphicsView 類提供了一個(gè)觀察場景的窗口。 設(shè)計(jì)者可以通過改變視圖與場景的尺度實(shí)現(xiàn)縮放， 通過改變視圖中心實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)。 視圖類還提供了視圖和場景間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換函數(shù)。

2 偽彩圖在雷達(dá)目標(biāo)顯示中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

2.1 色彩查找表設(shè)計(jì)

色彩查找表的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足兩點(diǎn)要求：（1）區(qū)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(diǎn)， 將色彩查找表作如下設(shè)計(jì)：

QColor colorArray[41]；

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

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(gè)相鄰里程點(diǎn)間差值。

2.2 地理區(qū)域劃分

圖1 地理區(qū)域劃分示意圖

地理區(qū)域劃分是在極坐標(biāo)系下進(jìn)行的， 如圖1 所示， 該坐標(biāo)系以雷達(dá)為極點(diǎn)O， 以正北為極軸OY，角度值順時(shí)針遞增（OX 為90°），旋轉(zhuǎn)一周后回到正北。

區(qū)域劃分設(shè)計(jì)將圓劃分為36 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)以距離值等分10 份，將區(qū)域劃分為360 個(gè)子區(qū)域。 如圖1，Region[i][j]即為某一子區(qū)域。 將探測到的歷史目標(biāo)以落入子區(qū)域分別記數(shù)， 該數(shù)值最終對(duì)應(yīng)色彩查找表的索引值。

Short regionValue[36][10];

2.3 偽彩圖繪制設(shè)計(jì)

首先定義繪圖和設(shè)備對(duì)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(qū)域計(jì)數(shù)數(shù)組，獲取regionValue[i][j]的值，對(duì)應(yīng)子區(qū)域region[i][j]探測到目標(biāo)次數(shù)。 將目標(biāo)數(shù)作為索引值，查找色彩查找表，獲取對(duì)應(yīng)的色值，對(duì)繪圖對(duì)象進(jìn)行賦值。

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

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

Painter.setBrush(QBrush(ind));

最后繪制子區(qū)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(jié)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(gè)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(duì)色彩查找表和子區(qū)域計(jì)數(shù)數(shù)組進(jìn)行初始， 當(dāng)操作人員在窗口輸入日期區(qū)間后， 繪制方法先后完成歷史目標(biāo)信息的讀取、賦值計(jì)數(shù)數(shù)組等操作；然后，遍歷所有子區(qū)域，查找子區(qū)域?qū)?yīng)的色彩查找表值， 賦值繪圖對(duì)象， 繪制子區(qū)域偽彩圖；最后，完成遍歷，將繪制好的區(qū)域偽彩圖作為圖元，加載到場景中進(jìn)行顯示。

3 應(yīng)用實(shí)例

在某項(xiàng)目中采用Qt5.7.0 進(jìn)行偽彩圖繪制和顯示的設(shè)計(jì)開發(fā)。 顯示效果如下： 圖3 是未顯示偽彩圖圖元時(shí)的軟件截圖， 主顯示窗口為P 顯； 圖4 為顯示偽彩圖、 靜默區(qū)和起始區(qū)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(shí)際應(yīng)用表明，偽彩圖展示歷史目標(biāo)的顯示方式，可以直觀、 簡捷的展示地理區(qū)域與歷史目標(biāo)間的內(nèi)在聯(lián)系， 為操作人員設(shè)置靜默區(qū)、 起始區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域的操作，提供準(zhǔn)確的依據(jù)，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(jié)論

本文提出一種基于偽彩圖的雷達(dá)歷史目標(biāo)顯示方法。 該方法可以在不占用額外窗口的前提下， 將雷達(dá)歷史目標(biāo)與地理區(qū)域間關(guān)系以偽彩圖的顯示方式展現(xiàn)給操作人員， 并為重點(diǎn)區(qū)域的設(shè)置提供依據(jù)， 豐富了雷達(dá)目標(biāo)的顯示方式， 增強(qiáng)了重點(diǎn)區(qū)域設(shè)置的準(zhǔn)確性。 該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在多款雷達(dá)顯控軟件中。 應(yīng)用結(jié)果表明， 該技術(shù)可以準(zhǔn)確形象的反應(yīng)雷達(dá)歷史目標(biāo)與地理區(qū)域間的內(nèi)在聯(lián)系。