發(fā)布時(shí)間：2020-05-09 11:25

【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(qiáng)探測(cè)相比,偏振探測(cè)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(cè)和識(shí)別的準(zhǔn)確度。因此,偏振探測(cè)技術(shù)在地物遙感探測(cè)、目標(biāo)檢測(cè)、醫(yī)學(xué)診斷、水下探測(cè)和軍事識(shí)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(chǎng)景圖像,然后利用偏振去霧算法實(shí)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,偏振彩色去霧算法對(duì)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(duì)散射粒子的粒徑和濃度等大氣參數(shù),難以進(jìn)行實(shí)際測(cè)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(lái)表征大氣能見度,實(shí)現(xiàn)了對(duì)大氣環(huán)境的等效分析。(2)針對(duì)圖像中不同位置大氣光強(qiáng)的不一致,需要估計(jì)圖像中每點(diǎn)的大氣光強(qiáng)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(duì)圖像每個(gè)像素的參數(shù)進(jìn)行估計(jì),最后根據(jù)大氣散射模型得到去霧圖像。(3)針對(duì)去霧的過程需要手動(dòng)選取天空區(qū)域?qū)е麓髿夤獾钠穸扔?jì)算不精確的問題,本文實(shí)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(lái)獲取最大和最小強(qiáng)度圖像,利用全局搜索算法估計(jì)大氣光的偏振度,結(jié)合暗信道原理求取傳輸圖,并利用對(duì)數(shù)變換對(duì)去霧圖像進(jìn)行增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文算法對(duì)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(duì)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(jī)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(chǎng)贄點(diǎn)逡逑／１邐＼邐大氣介質(zhì)逡逑觀測(cè)點(diǎn)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(chǎng)景點(diǎn)傳播到觀測(cè)點(diǎn)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(cè)器接收到的場(chǎng)景目標(biāo)的光強(qiáng)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(shí)，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(wú)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(yáng)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(cè)路線射向觀測(cè)點(diǎn)，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(shí)體截?cái)噱F體看作是大氣光源，則距離觀察者ｘ處的逡逑無(wú)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(wú)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;O436.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2656068