基于大气散射模型的低照度视频增强算法

低照度情形下光照条件复杂,摄像设备采集到的视频无法满足实际应用需求,因此,需要进行增强。提出一种基于大气散射模型的低照度视频增强算法。将视频分帧,对于每一帧图像,提取V分量。提出透射率和大气光值估计方法,更加准确地描述图像的照度分布,从而避免过曝光现象;根据低照度大气散射模型,求解得到初步增强的V分量。为了丰富图像细节,提出细节优化方法,得到增强图像,合成每一帧增强图像得到增强视频。对增强结果进行主观和客观分析,结果表明,所提出的算法在视觉效果和客观评价指标方面均优于对比算法,其中所提出算法的清晰度、边缘强度、基于块的对比度和结构相似度均排名第一,且算法运行速度较快。

中国西部干旱地区晴天散射辐照度与大气透明度的关系

晴天散射辐照度Ｄ是大气质量ｍ和大气透明度ｘ的函数，即Ｄ（ｍ，ｘ）＝φ（ｍ）ψ（ｘ）。函数φ（ｍ）的数学表达式见文献［１］，本文旨在建立函数ψ（ｘ）的数学表达式。

激光信号大气散射探测分析

有些应用场合需要利用大气气溶胶对激光的散射来探测激光。在都市郊区大气模型条件下,利用米氏散射理论,对1.06μm激光在低空大气中传输时散射辐照度的分布进行了理论分析和数值计算。得到激光大气散射辐照度随离轴距离的增大近似按反比规律缓慢下降、能见度仅影响散射强度的大小而不影响散射强度的分布等特征。这些特征在激光散射实验中得到了初步的验证,可为激光信号的散射探测提供理论依据和参考。

大气散射对激光制导武器对抗半实物仿真试验的影响分析

介绍了米氏散射的基本算法,利用米氏理论计算波长1.06μm脉冲激光在实验室环境下的散射辐射照度,结果说明散射辐射照度远低于接收探测器灵敏度。仿真试验中,照射器的能量不能过高,否则会损伤探测器。

激光大气散射离轴探测分析

利用Mie散射理论,通过数值计算得到了1.06μm激光在低空大气中传输时的散射特性;不同尺度参数的粒子的散射光强分布相差极大,随着尺度参数的增加,散射光强越来越集中于前向;复折射率的变化对散射光强影响不大。通过对大气散射的辐照度理论分析和数值计算,得到大气散射的辐照度随离轴距离的增大而近似按反比规律下降的特征;同时,对不同能见度下的散射辐照度进行了数值计算,能见度的不同只影响散射强度的大小,而不影响散射强度的分布。不同散射点的散射光到达探测器所需的时间不同,延迟时间与离轴垂直距离和探测角呈简单的线性关系,这些特征为激光散射离轴探测提供了理论依据和参考。

单脉冲激光散射探测研究

利用低空激光大气传输模型,对1.06μm激光在大气中传输时散射辐照度的分布进行了数值计算,通过与相同条件下的激光器回波信号能量进行比较,发现计算结果在理论分析上存在较大差异,其原因是未考虑激光器的单脉冲特性。通过对在单脉冲工作方式下的激光散射能量公式进行改进,提高了散射探测的计算精度。

威胁源参数对激光散射截获半径的影响

在利用M ie散射理论对1.06μm脉冲激光在低空大气中传输时散射辐照度的分布进行了分析计算的基础上,以激光测距信号为例,讨论了激光威胁源参数(脉冲能量、脉冲宽度、威胁源距离等)变化对激光告警散射截获半径的影响,结果表明:威胁源参数变化会对激光散射截获半径产生明显影响。因此,在考核和使用激光告警设备时,必须考虑威胁源参数变化因素的影响。

一种基于支持向量机回归的旋转遮光带日射表散射辐照度修正新算法

通过比较旋转遮光带日射表(RSP)和参考标准表所测散射辐照度之间的数值差异,分析了太阳总辐照度、环境温度、相对湿度和太阳光谱等气象要素对RSP散射辐照度测量误差的影响关系,提出了一种修正RSP散射辐照度测量值的新算法。该算法从支持向量机回归预测角度,建立了对RSP散射误差修正值的一次预测模型,然后根据误差修正值最优预测模型推导出RSP散射辐照度修正算法模型。利用该算法对美国国家太阳辐射研究实验室和劳里观测站采集的RSP散射辐照度数据进行修正,修正后两观测站数据的平均偏差和均方根误差分别降低到-0.2W/m2,3.3W/m2和1.9W/m2,8.5W/m2,显示算法具有良好的修正性能和适用性。该算法能够有效避免Vignola算法中存在的欠修正和Vignola and Augustyn(VA)算法中存在的过修正现象。

基于精密太阳光谱辐射计的气象辐射观测

目前,气象业务观测普遍采用的积分型太阳辐射观测仪器存在观测数据信息量少、数据差异大的观测瓶颈,已无法满足目前众多应用科学研究领域对太阳光谱辐射精细化观测的需求,具有高光谱分辨率的精密光谱辐射计的仪器研制及观测方法与技术已成为太阳辐射观测的前沿科技问题。在此背景下,为解决气象领域太阳辐射的精细化观测问题,开展了深入的科学研究与技术开发工作。重点阐述了仪器开发成果和数据观测分析方法,首先介绍了开发研制的用于地基太阳光谱辐照度观测的光谱辐射计系统。光谱辐射计的分光系统采用了平场凹面光栅结构,具有低杂散光、高收光效率和高可靠性的特点,尤其适用于长期无人值守的户外观测。系统所采用的平场凹面光栅的像差校正特性对于300～1 100 nm这种宽谱段的应用来讲更为合适,在整个谱段范围内光谱分辨率变化很小,不同波长通道的带宽基本一致,使用25μm狭缝时光谱分辨率(FWHM)约为2 nm,像素采样间隔小于0. 5 nm。对于太阳辐射观测来讲,这是一种谱段范围和分辨率都与需求十分匹配的专用光谱辐照度观测仪器。其次,在观测数据的基础上,阐述和分析了气象等领域的光谱应用观测方法。太阳辐射照度分布的能量通过不同参数化模型约束的接收系统收集,将太阳光谱辐射在半球天穹中的变化及分布进行约束并划分为水平总辐照度(GHI),法向直接辐照度(DNI)和水平散射辐照度(DHI)三种光谱辐照度辐射分量,阐述了基于GHI,DNI和DHI三种观测形式下的数据特征与用途。其中,GHI是地表实际辐照度水平,适用于太阳能资源评估; DHI反映大气和云态; DNI作为直接透射形式,可用于计算日照时数和分析大气参量。并且,进一步分析了观测形式、光谱特征与地理(经度、纬度、海拔高度、大气质量)及气象参数(云量、大气吸收)之间的互易演算关系。与传统的波长积分式辐射观测相比,太阳光谱辐射计为辐射能量观测增加了波长信息维度。从DNI形式的光谱辐照度数据中可以看出,不同波长之间的辐射能量变化显著,而这些变化与大气变化密切相关。因此,太阳光谱辐照度数据不仅仅是为业务观测提供更精细化的太阳辐射信息,更提供了丰富的辐射能量的变化信息通道,利用特征波长维度的辐射信息,可进一步通过模型反演计算气溶胶光学厚度、臭氧、水汽等大气参数。通过精密太阳光谱辐射计,可将纳米分辨率水平的太阳光谱辐照度作为基础业务运行数据,提供精细化的太阳辐射分布及变化信息用于气象与气候模型、光伏资源评估与生态环境等研究;同时也为辐射波长分布中所蕴含的气候、农业、生态等领域关心的各种通量监测和演化关系研究提供了有力的数据信息及观测工具。

略谈“过渡照明”

简要阐述了“过渡照明”的概念及需要设置“过渡照明”的场所。通过实例讲解了“过渡照明”的计算方法及需要注意几点要素。

云下航空摄影评价及对策

云下摄影一直是航空摄影测量领域的重要课题。本文从航空摄影规范的要求出发 ,对云下摄影的可行性和优缺点作了详细的论述 。

天空光混沌分析

通过对天空光混沌分析．计算了不同天空类型的散射光照度的分维值，证实了大气光学现象是一种混沌现象，从而为进一步利用分形理论和分维值研究天空亮度分布开创了一条崭新的途径。

如何提高高山地区航摄影像质量

如何提高高山地区航摄影像质量韩宝华，丁鹏程一、航空摄影时所考虑的高山地区，是指在摄影航高处观察，地面有明显的高低起伏、坡度较陡，一般在２５°以上的地区。由于高山地区地形特点造成阳光照射面和背阴面之间有较大的亮度差。特别是山顶有积雪的高山区、亮度差更大...

航空摄影影像质量的保证及其评价方法

航空摄影的主要任务和着眼点，是要清晰准确地记录被摄物体的宏观外貌特征，其目的是要取得影像清晰、黑度正常、反差适中、信息丰富的航摄负片。经验证明：要取得优良的航摄资料，必须有多方面的因素作保证。本文从诸多方面作了介绍和阐述。

1.064μm激光大气散射离轴探测特性研究

针对离轴激光驾束制导所受气溶胶的影响,基于Mie散射理论,分析了大气分子和气溶胶粒子的散射特性,建立了离轴激光探测模型,通过对1.064μm激光在低空大气传输特性的研究,仿真并分析了三种气溶胶类型与相位函数、直接辐射、散射辐射的相关关系。结果表明,气溶胶类型是影响离轴激光探测结果的一个重要因素;在气溶胶的影响下,直接辐射能量最高衰减60%;在气溶胶类型、相对湿度和探测器不变的情况下,短距离(1 km、3 km)探测辐照度强度下降较快,长距离(8 km)可在更远的离轴距离被探测器接收,且最终强度都趋近于1 W/m~2;在离轴探测角度不同时,较小的散射角会传播到更远的离轴距离,较大散射角会接收到更多的辐照度能量。