霧霾環(huán)境下,成像設(shè)備獲取的圖像質(zhì)量嚴(yán)重退化。低能見度致使用戶無法準(zhǔn)確獲取圖像目標(biāo)特征信息,嚴(yán)重降低了軍事偵察、民航運輸及港口物流等方面計算機視覺系統(tǒng)感知有效性,例如霧霾天氣下導(dǎo)彈無法精確打擊目標(biāo),公路上交通事故頻發(fā),港口被迫關(guān)閉貨輪無法出海等�？梢�,開展霧霾降質(zhì)圖像清晰化方法的研究,具有重要的現(xiàn)實意義。旨在降低霧霾天氣對室外成像設(shè)備的影響,最大程度地提高霧天圖像清晰度、對比度等視覺效果,本文介紹了一種多通道偏振信息的霧霾降質(zhì)圖像清晰化算法。主要工作如下:（1）以大氣物理學(xué)為理論基礎(chǔ),研究了光的起偏特性及偏振光檢測原理,實現(xiàn)了對光偏振特性的檢測轉(zhuǎn)化為對Stokes矢量的測量,使檢測結(jié)果以數(shù)學(xué)表達式的形式呈現(xiàn),并以此為基礎(chǔ)推導(dǎo)了偏振去霧模型,為后續(xù)算法的精確運行提供一種必要的解決方案。（2）以光的Stokes矢量檢測原理為基礎(chǔ),本文設(shè)計了多通道同步成像偏振信息探測器獲取目標(biāo)偏振信息。由于多通道探測器光學(xué)元件的制造工藝、鏡頭安裝的不一致性等方面的因素,導(dǎo)致不同光路成像參量有所差別。為降低這種客觀因素為實驗造成的影響,本文進行了像素畸變校正及圖像配準(zhǔn)等預(yù)處理操作。（3）以偏振去霧模型為理論依據(jù)... 

【文章來源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２工作流程圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｗｏｒｋｆｌｏｗ?ｄｉａｇｒａｍ??本章小結(jié)??本章首先介紹了課題研究意義及潛在工程應(yīng)用背景，對霧天降質(zhì)圖像清晰化研究的??

都會被成像設(shè)備??接收，這也是晴朗天氣下視野比較清晰的原因。霧霾天氣狀態(tài)下，大氣成分不只是空氣??分子，還夾雜著粒徑較大的煙塵、物體燃燒灰燼等固態(tài)懸浮顆粒。若是薄霧狀態(tài)，固態(tài)??顆粒密度較小，彼此之間間距較大，大氣光在其間反射原理可用瑞利散射解釋，成像設(shè)??備獲取到的圖像光強為散射光單次散射強度之和。若是濃霧狀態(tài)，空氣濕度加大，固態(tài)??粒子間距縮小，粒子之間散射作用相互干擾，即反射光可能會經(jīng)歷二次散射、三次散射，??甚至直至能量衰減殆盡，因此濃霧狀態(tài)下拍攝的戶外場景圖像質(zhì)量一般較低。圖２．１（ａ）??（ｂ）為薄霧狀態(tài)及濃霧狀態(tài)下的場景圖，（ｃ）?（ｄ）為相應(yīng)的灰度直方圖。從灰度直??方圖可以看出，濃霧狀態(tài)下，圖像灰度級范圍變窄，幾乎集聚在某個狹窄的范圍之內(nèi)，??因此圖像對比度很低，細節(jié)表現(xiàn)不足，缺乏實際應(yīng)用價值。??１?隊ｆＰ－??■?．．??（ａ）薄霧圖像?（ｂ）濃霧圖像??（ａ）?Ｍｉｓｔ?ｉｍａｇｅ?（ｂ）?Ｄｅｎｓｅ?ｆｏｇ?ｉｍａｇｅ??？Ｘ?Ｉ?Ｉ?？?！?ｓ?ｆ?＜?？??１５０Ｃ：?Ｉ?Ｉ??ａｏｃ?！?ｔ?｜??ＴＯＯ?Ｉ?｜｜｜??＾?Ｌｉ?？丨?ｌ?ｌ??５０Ｃ?ｆｊｌ?Ｉ?Ｉ?：?｜?ｉｆ?ＭＳｈ??Ｉ?ｆｉｌｌ?１：?１１１?Ｉ?（?ｉ＜??ｗ?ｉ?；?Ｉｆ?｜?ｍ?；ｉ?ｉ?：?＂ＨＩ、ｉ??＾４?｜�。�?；ｉ｜Ｉ?＼?｜?ｊ！?１?Ｊ?ｓ？－?Ｉ?ｊｆ?ｌ＼?ｊ．?Ｉ?？?ｊ??４?１１ｉｉｊｈｉｌｌ：?ｉｉｉ，?丨＿?ｌ［ｌｉ『１丨ｉｉｂ?１１丨?ｊ?????Ｃ?５０?？０Ｃ?ＭＯ?２ＫＪ?０?５０?５００?ＩＳＯ?２０

?大連交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???＇ＩＸ?°??／?＼大氣顆粒??偏振信息?ｊ?Ｉ??獲取裝＇?＾大氣光”?Ｉ?、／?＼??—＾?，：ｃ：：．?＜——＜?ｆ?????＾???．＿．???Ｊ?ｍ物反射光?丨」?ｒｎ?１??。。：。Ｕ??場景倍息???傳輸距離???圖２．３大氣物理散射模型示意圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ?ｍｏｄｅｌ??霧霾天氣下，由于大氣中固態(tài)顆粒、小液滴及氣溶膠等粒子存在，目標(biāo)場景反射光??在傳輸過程中受到散射衰減，以致部分光無法到達成像設(shè)備，造成到達感光元件的能量??降低。Ｄ代表成像系統(tǒng)采集的目標(biāo)光強圖，則??Ｄ?＝?Ｊｔ｛ｚ）?（２．１１）??ｔ｛ｚ）?＝?ｅｘｐ?ｆ－Ｊ〇＂?［５?（ｚ）ｔ／ｚ?ｊ?（２．１２）??其中，ｚ代表場景深度，即成像系統(tǒng)到目標(biāo)的距離；／？（ｚ）為大氣散射系數(shù)；表??示光學(xué)厚度，Ｊ表示經(jīng)大氣顆粒衰減前的目標(biāo)圖像。??成像系統(tǒng)在采集霧天降質(zhì)圖像過程中，會采集到大氣環(huán)境中多余的光線。所謂多余??的光線，是指未與目標(biāo)景物發(fā)生作用僅與空中顆粒或其他物體相互作用后直接進入成像??設(shè)備，又被稱之為大氣光。大氣光不包含目標(biāo)景物信息卻參與成像，是影響圖像質(zhì)量的??一個非常重要的因素。這里Ｚ表示大氣光光強，其表達式為：??Ａ?＝?Ａｘ（ｌ－／（ｚ））?（２．１３）??其中，４＝表示無窮遠處大氣光強，ｚ與公式２．１１中意義相同。??由上述分析可知，霧霾天氣下成像系統(tǒng)采集到的信息主要包含目標(biāo)反射光和大氣光，??正是兩者共同作用導(dǎo)

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3544822