【摘要】：光的偏振特性包含了目標(biāo)與環(huán)境的豐富信息,與傳統(tǒng)的光強探測相比,偏振探測可以獲得包括偏振度、偏振化方向等更多的信息,有助于提高目標(biāo)探測和識別的準(zhǔn)確度。因此,偏振探測技術(shù)在地物遙感探測、目標(biāo)檢測、醫(yī)學(xué)診斷、水下探測和軍事識別等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。偏振去霧是通過偏振成像獲得不同偏振角度下的場景圖像,然后利用偏振去霧算法實現(xiàn)場景目標(biāo)的清晰化處理。傳統(tǒng)的偏振去霧算法主要適用于灰度圖像,因此,本文針對彩色圖像去霧的應(yīng)用需求,在灰度圖像偏振去霧的基礎(chǔ)上,提出了基于中值濾波和全局搜索的彩色圖像偏振去霧算法,實驗結(jié)果表明,偏振彩色去霧算法對成像質(zhì)量有較好的提升,具有良好的應(yīng)用前景。本文的主要工作如下:(1)針對散射粒子的粒徑和濃度等大氣參數(shù),難以進行實際測定的問題,研究了利用大氣能見度等效表征的方法,通過建立大氣能見度與粒子濃度、光學(xué)厚度等參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型,利用光學(xué)厚度來表征大氣能見度,實現(xiàn)了對大氣環(huán)境的等效分析。(2)針對圖像中不同位置大氣光強的不一致,需要估計圖像中每點的大氣光強值的問題,提出了基于中值濾波的灰度及彩色圖像偏振去霧算法,利用中值濾波結(jié)合暗信道原理,對圖像每個像素的參數(shù)進行估計,最后根據(jù)大氣散射模型得到去霧圖像。(3)針對去霧的過程需要手動選取天空區(qū)域?qū)е麓髿夤獾钠穸扔嬎悴痪_的問題,本文實現(xiàn)了基于全局搜索的彩色圖像偏振去霧算法,通過擬合曲線來獲取最大和最小強度圖像,利用全局搜索算法估計大氣光的偏振度,結(jié)合暗信道原理求取傳輸圖,并利用對數(shù)變換對去霧圖像進行增強。實驗結(jié)果表明,本文算法對于圖像成像質(zhì)量有著較好的提升。
【圖文】：

ＭｃＣａｒｔｎｅｙ提出了著名的大氣散射模型。大氣散射模型是霧天圖像之所以具有低逡逑對比度、顏色衰退等特性的理論基礎(chǔ)，是了解霧天圖像退化機理，復(fù)原霧天降質(zhì)逡逑圖像的主要依據(jù)。大氣散射模型所描述的物理現(xiàn)象如圖２．３所示。逡逑ＩＴ邋ｎ．．．．．．．．．．．．．．滛逡逑Ｉ邋＼邐＂邐入射光衰減邐場贄點逡逑／１邐＼邐大氣介質(zhì)逡逑觀測點逡逑圖２．３入射光衰減模型和環(huán)境光照模型逡逑Ｆｉｇ邋２．３邋Ｉｎｃｉｄｅｎｔ邋ｌｉｇｈｔ邋ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ邋ｍｏｄｅｌ邋ａｎｄ邋ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ邋ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ邋ｍｏｄｅｌ逡逑２．３．１入射光衰減模型逡逑入射光衰減模型描述了入射光從場景點傳播到觀測點由于大氣微粒的散射作逡逑用引起的削弱衰減現(xiàn)象。探測器接收到的場景目標(biāo)的光強隨著傳播距離的增加而逡逑呈指數(shù)衰減。例如當(dāng)入射一束平行光束時，如圖２．４所示：逡逑當(dāng)光束在散射介質(zhì)傳輸過程中，經(jīng)過一段無窮小的距離辦，則光束在該段距逡逑離的改變值為：逡逑１０逡逑

大氣光成像模型描述了直射的陽光、散射的天空光以及由地面反射的光等大逡逑氣光被大氣微粒所反射，導(dǎo)致一部分光沿著觀測路線射向觀測點，這部分光是由逡逑大氣產(chǎn)生的光源，，被稱作大氣光。大氣光成像模型如圖２．５所示：逡逑如圖距離觀察者ｄ處的實體截斷錐體看作是大氣光源，則距離觀察者ｘ處的逡逑無窮小的體積微元的表達(dá)式如下：逡逑ｄＶ邋＝邋ｄｃｏｘ２邐（２．１１）逡逑則無窮小體積微元，上的亮度微元可表示為：逡逑ｄｌ邋（ｘ？邋Ａ）邋＝邋ｄＶｋ／３（Ａ）邋＝邋ｄｗｘ２ａｂｃｋ／３（Ａ）邐（２．１２）逡逑式中／？（Ａ）為大氣散射系數(shù)，比例常數(shù)Ａ表明了照度和散射函數(shù)的本質(zhì)關(guān)系。逡逑１１逡逑
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;O436.3

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 懷宇;范之國;孫潔;吳良海;徐少罕;;三通棱鏡同時偏振測量系統(tǒng)的標(biāo)定[J];光電工程;2015年11期

2 周林;鞏在武;;能見度自動觀測和人工目測的對比分析[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年11期

3 劉敏;;城市霧霾天氣分析及治理對策探討[J];環(huán)境與生活;2014年16期

4 劉敬;夏潤秋;金偉其;王霞;杜嵐;;基于斯托克斯矢量的偏振成像儀器及其進展[J];光學(xué)技術(shù);2013年01期

5 馮斌;史澤林;艾銳;周全峗;;近水平觀測條件下大氣背景光偏振度的計算模型[J];紅外與激光工程;2012年03期

6 方帥;周明;曹洋;徐青山;武鵬飛;王浩;;基于偏振測量的霧天圖像場景分割[J];光子學(xué)報;2011年12期

7 余娟;龔?fù)?朱忠敏;;高斯曲線優(yōu)化能見度與氣溶膠光學(xué)厚度轉(zhuǎn)換模型[J];遙感學(xué)報;2011年05期

8 周浦城;薛模根;張洪坤;韓裕生;王峰;;利用偏振濾波的自動圖像去霧[J];中國圖象圖形學(xué)報;2011年07期

9 彭文竹;;基于大氣散射模型的偏振圖像去霧算法[J];電子測量技術(shù);2011年07期

10 傅剛;李曉嵐;魏娜;;大氣能見度研究[J];中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年05期

相關(guān)會議論文 前1條

1 趙慧潔;張穎;周冠華;;基于偏振成像的目標(biāo)探測研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2011年學(xué)術(shù)大會摘要集[C];2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 曾佳;基于大氣散射模型的霧天圖像復(fù)原方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

2 林火焰;基于偏振特性的圖像去霧方法研究[D];華僑大學(xué);2014年

3 郭尚書;基于數(shù)字?jǐn)z像的大氣能見度檢測方法與系統(tǒng)實現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2014年

4 夏宏麗;基于偏振特性的圖像去霧算法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

5 孫昕;基于Mie散射理論測量微小球粒粒徑的數(shù)值模擬及實驗研究[D];天津大學(xué);2004年

6 祝培;惡劣天氣環(huán)境下圖像的清晰化[D];西安理工大學(xué);2004年

本文編號：2656068