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专利号: 2019106906332
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于图像自动识别的能见度测量方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1、采集含有目标的原始图像,不同日期,相同地点,同一拍摄角度采集不同天气情况的目标图像作为测试图像;

步骤2、分别采用最大类方差法对原始图像、测试图像进行阈值分割;具体过程为:利用最大类方差法进行原始图像、测试图像的阈值分割;

设原始图像或测试图像的像素为f(x,y),阈值分割后为g(x,y),则:设原始图像或测试图像的大小为M×N,分割阈值记作T;

分割阈值的计算过程为:目标图像素点在整幅图像的比例为 图像平均灰度为μ0;背景像素点在整幅图像的比例为 图像平均灰度为μ1;图像中像素的灰度值小于阈值T的像素个数记作N0,灰度大于阈值T的像素个数记作N1;图像的总平均灰度记为μ,类间方差记为g;则可得到下式:采用遍历法得到使类间方差g最大的阈值,即为求得的阈值T;

步骤3、使用菱形探针对阈值分割后的测试图像进行连续膨胀,得到膨胀图像;具体过程为:使用结构元素做“探针”搜集目标图像信息;先对结构元素S进行关于原点的条件反射V V得到S,然后对分割后测试图像上将S平移x,那些平移后与测试图像X至少有一个非零元素相交时,对应的原点位置集合即为膨胀运算结果;

则膨胀结果写成式(3):

结构元素S即为菱形探针;

结构元素S连续膨胀多次,得到膨胀图像;

步骤4、对膨胀图像进行反着色,利用质心原理,查找连续膨胀后的多连通区域的“伪”质心标定;具体过程为:步骤4.1、对连续膨胀后的图像的像素进行逐个查找,将像素为0的部分所有点赋值为

1,像素为1的所有点赋值为0,得到反着色图像;

步骤4.2、对反着色图像利用bwlabel函数,找到反着色图像上分离的所有连通域,再利用质心查找的原理查找“伪”质心,质心查找原理如式(5):其中,M10是物体上所有点x坐标的总和,M01是物体上所有点y坐标的总和,M00是物体的面积;

表示“伪”质心的位置;

步骤5、将“伪”质心作为拟选用多目标区域的中心,标记待选的多目标区域;具体过程为:将“伪”质心作为拟选用多目标区域的中心,利用Rectangle矩形函数标记待选多目标区域,设置区域大小为6×6的矩形区域;

‘Position’[x,y,w,h]       (6)式(6)中,x,y为左下角坐标,w,h分别代表宽和高;

步骤6、在分割后的原始图像的暗通道效果图中,找到对应的标记待选的多目标区域中c“伪”质心光强I(y)最大的中心点,该中心点所在的区域作为能见度测算的最终目标区域,选取合适的去雾系数ω,进行能见度的计算。

2.根据权利要求1所述基于图像自动识别的能见度测量方法,其特征在于,步骤6具体过程为:柯西米德白天能见度测量原理,如式(7):其中Vmet表示大气能见度,β表示消光系数,ε表示比感阈值,选择0.05;

则式(7)改写为式(8):

通过暗通道原理获得分割后原始图像的暗通道效果图,其中,暗通道先验原理,如式(9):c c

其中 表示透射率,I (y)表示雾霾图像光强度,A 表示全球大气光强度,ω表示去雾系数,取值为0<ω<1;

透射部分光与入射光强之间符合朗伯‑比尔定律;

大气消光系数与透射率之间满足如式(10)的关系:‑βd(x)

t(x)=e                    (10)其中,β为消光系数,d为目标物与接收点的距离,可通过在地图上标记测算;

c

根据式(9),选取I (y)最大的中心点所在的区域作为能见度测算的最终目标区域,选取合适的去雾系数ω,去雾系数和能见度之存在选取规律,结合式(8)、(9)、(10),可反演出大气能见度。

3.根据权利要求2所述基于图像自动识别的能见度测量方法,其特征在于,所述去雾系数和能见度之间存在选取规律如表1所示:表1