一种基于物理反射模型颜色不变性的阈值分割算法

提出了一种适用于视频监控场景的基于物理反射模型的阈值分割算法,该算法主要解决背景颜色识别受光强非均匀分布、高光效应影响的问题.算法步骤主要包括:首先基于Phong反射模型推导出漫反射分量颜色不变性并根据这一判定条件计算得到漫反射分量系数;其次,利用微分法则实现对模型镜面反射分量系数和镜面反射强度指数的估计;最后,根据建立的物理反射模型实现背景阈值分割.大量实验分析结果表明,文中提出的算法利用视频监控的物理反射模型和大量统计信息,能够更好地解决受光强非均匀分布和高光效应影响的颜色识别问题.

OBC地震物理模型实验中的广角反射现象(英文)

广角地震采集作为获取野外高质量地震数据的一种重要方法,愈来愈受到人们的关注。因此,对广角反射的深入研究具有重要实际意义。本文通过层状物理模型海底电缆(0BC)地震勘探实验研究,比较详细地讨论了广角反射现象。一些实验结果并不支持理论数值模拟结论。主要实验结论有:1)广角反射波的振幅能量较非广角反射波强(约为1倍多),但和理论计算的15倍关系差异甚大,过临界角时反射能量缓慢增大,而不是理论计算的那样急剧增大;2)大炮检距时,反射同相轴仍保持近似双曲线趋势;3)广角反射波的主频较非广角反射波低(降低20-30%),且偏移距增大有所降低,而非广角反射在小偏移距段主频变化不明显;4)在临界角前后反射波波形没有发生突变,极性无变化;5)反射波组特征在临界角前后也未发生变化。6)水中直达波、多次波和水底折射波对海底层广角反射有一定的影响。

简单光反射模型(Phong模型)的导出

简单光反射模型只考虑物体对直接光照的反射作用,而物体间的光反射作用,只用环境光来表示,Phong模型即为这样的一种模型。本文分别从光反射作用的各个组成部分来导出Phong模型。

地震反射波的横向分辨率——物理模型研究

进行物理地震模型实验是为了研究隐伏的线性反射目标(铝板内的裂纹)的探测和横向分辨率,而用这个反射目标可以模拟重要的地质构造的范围,如:断裂带、断块、矿脉、相变、空洞。反射体长从1/30个波长到20多个波长,埋深是17个波长。即使最小的目标在位于反射体浅层带中的接收器上也能记录到可分辨的衍射。同时利用衍射/反射混合信号中的振幅、频率、时差和极性信息。

地震反射法的横向分辨能力——物理模型研究

一、前言最近,地震地层学(Sheriff,1980;Neidell,1980;Berg & Woolverton,1985;Hardage,1987)已把注意力集中于地质特征的地震波探测性和分辨率问题方面。现在,一般认为薄层的检测范围是λ/30(即反射波波长的三十分之一)(Sheriff,1980)。岩层顶部与底部界面的脉冲反射波的干涉作用决定垂向分辨范围为λ/4(Widess,1973;Kallweit &Wood,1982)。对于厚度小于一个波长的岩层,合成子波(干涉图形)的峰值振幅对岩层厚度敏感,经过适当地标定,可用于推断岩层的厚度(Weidell & Poggiaglidmi,1977)。

一种改进的遥感影像地形校正物理模型

遥感影像地形校正是提高光谱反射率反演精度的一个重要的预处理步骤。目前已经出现了多种遥感影像地形校正模型,这些模型各有优缺点。针对现有地形校正模型存在的问题和不足,在Shepherd地形校正模型的基础上,利用更高精度的天空散射辐射计算方法对其加以改进。将改进的地形校正模型和6S大气辐射传输模型相结合以2006年7月12日北京北部山区的Landsat 5 TM影像为数据源进行了地表光谱反射率反演试验。从三个方面对遥感影像地形校正效果进行了检验,结果表明该改进模型能够取得较好的地形校正效果,校正效果优于Shepherd和C校正模型。该改进模型是一种物理模型,可以应用于各种光学遥感影像。

断层物理模型实验及其地震响应特征分析

介绍了一个断层物理模型实验 ,通过实验研究断层的地震响应特征 ,主要包括 :断层对下伏地层地震响应的影响 ;断层对侧向地层地震反射特征的影响 ;断点散射特征 .以前人们对断层的地震响应的认识过于简单或不全面 ,一条断层的出现往往造成复杂的地震响应 ,这种复杂性会给地震资料解释造成“陷阱” .通过对实验资料的分析 ,确认了地震资料断层“解释陷阱”的存在、类型及产生的原因 ,有利于避免断层解释过程中的失误 .

基于岩石物理模型的最优化AVO三参数同步反演方法

由于反射系数线性近似公式受到小角度入射和界面弹性参数差异小的基本假设的限制,常规AVO反演在大角度入射和界面弹性参数差异大的情况下存在严重不确定性。提出了基于岩石物理模型的最优化AVO三参数同步反演方法,该方法将研究工区的特定岩石物理条件作为先验软约束融合到反射系数近似公式中,以最优反射系数近似为基础实现了最终的三参数同步反演。从应用效果看,基于岩石物理模型的最优化三参数同步反演具有更强的工区适用性,减小了常规反射系数近似公式的基本假设对反演结果的影响,而且正交基函数提高了AVO反演的可靠性。

大连港太平湾港区波浪物理模型研究

通过波浪整体物理模型试验,对大连港太平湾港区起步工程港内波况和码头上水情况进行测定,并根据试验结果对平面布置进行优化。设计方案在W向波浪作用下,迎浪侧波浪直接穿过进港航道边坡进入港内,波浪在直立码头间发生来回反射,港内波高较大。设计方案在WSW向波浪作用下,迎浪侧航道边坡对波浪的折射现象较W向明显,港内波浪的多次反射现象与W向时基本一致。优化方案一将迎浪侧进港航道边坡开挖,波浪折射到港外,港内波高减小。优化方案二北侧防波堤延长至874 m,对港内的掩护优于优化方案一。优化方案三在优化方案一的基础上,将东侧码头外端1 km码头型式改为高桩码头,在高水位时桩式结构的反射效果未得到充分发挥,低水位时反射效果略明显。

LAMOST0级观测控制系统物理模型

面向对象方法是一种新的软件工程方法，对象模型技术是当前流行的面向对象的建模技术，为了能理解LAMOST观测控制系统的设计和运行过程，需要用面向对象方法进行物理建模。本文重点介绍LAMOST0级观测控制系统的物理模型。

基于Phong模型的多幅图像SFS算法研究

三维形状恢复是计算机视觉领域的热点之一。目前基于Shape-From-Shading(SFS)的三维形状恢复方法采用描述漫反射的Lambertian模型,其数学形式简单,但重构结果与实际有较大差距。文中提出了一种基于Phong模型的多幅图像SFS三维形状恢复算法,该模型是一种典型的描述镜面反射的非Lambertian模型。首先由摄象机获得单目三幅不同光源位置的图像。然后求解由Phong模型描述的三个反射图方程,得到物体表面梯度向量。进一步利用灰度约束和梯度分量约束条件构造目标泛函,建立相应的Eulor-Poision方程并采用离散差分近似微分运算,得到物体表面三维形状恢复的迭代算法。提出的算法利用三幅图像的灰度值建立方程组,求得唯一确定的表面梯度数值,解决了传统单幅图像恢复三维形状的病态问题。同时基于非Lambertian模型建立反射图方程,可对含有镜面反射的表面进行三维形状恢复。最后通过仿真实验说明算法的有效性。

基于PR-715测量的PVC材料BRDF特性与Phong模型研究

本文根据双向反射分布函数理论公式,运用PR-715辐射分光光度计对一平面塑料(聚氯乙烯)制工艺品,在近平行光源下进行多个角度的反射辐亮度、入射辐照度的测量。分别测量物体的镜面反射、漫反射光谱特性,结合Phong光照模型的相关理论,确定了该工艺品对应Phong模型参数,实现了对其模型化。

关于《物理学》教学中光学典型题数学模型的探讨

在线光源近轴成像区成像规律的基础上建立起理想光学模型 ,这个模型撇开一些具体的光学系统结构 ,仅以几对基本点的位置以及一对基本量的大小来表征。

山东济宁煤田唐口区物理地震模型研究

本文应用二维物理地震模型实验手段，对影响煤层反射波的因素进行了如下研究：煤层厚度变化、３＿上煤分叉合并、３＿上煤厚度变化而３＿下煤厚度不变、上覆火成岩厚度变化而下覆煤层厚度不变。研究成果为煤层厚度的定性乃至初步定量解释提供了理论依据。

基于Phong模型的明暗恢复形状的新算法

针对传统的混合表面形状恢复算法存在较大误差的问题,提出一种透视投影下从单幅图像混合表面明暗信息恢复形状的新算法。采用Phong反射模型来描述物体表面反射特性,假设光源处于相机的光心处,建立透视投影下的图像辐照度方程。然后由辐照度方程构造包含物体深度信息的HamiltonJacobi偏微分方程,引入局部高阶LLF通量分裂格式和五阶WENO格式逼近微分方程的粘性解,最终得到物体表面三维形状。实验结果表明,与传统算法相比,新算法的恢复高度的最大误差和平均误差均显著降低。

双弧板式透空堤消浪特性物理模型试验

为探究双弧板式透空堤在不同工况作用下的消浪效果,本文基于物理模型试验对该新型透空式防波堤的消浪特性开展了研究.在比较其与平板式透空堤消浪特性的基础上,探讨了相对波高、相对板间距、相对潜深和相对板宽对双弧板式透空堤消浪特性的影响.结果表明:双弧板式透空堤的消浪效果优于双平板式透空堤.对双弧板式透空堤而言,透射系数随相对波高的增大而增大,反射系数则相反.透射与反射系数受相对板间距的影响不显著.透射系数在出水状态(相对潜深为-0.05)时最小,入水状态(相对潜深为0.05)时最大,静水面处居中;反射系数则在出水状态时最大,入水状态时最小.透射系数随相对板宽的增大而减小,反射系数则相反.

基于Chirp数据和Biot-Stoll模型反演南海北部陆坡海底表层沉积物物理性质

浅地层剖面是基于声学信号(频率在几百至几千赫兹)在沉积物中的传播得到可反映沉积地层结构的数据,海底反射系数与沉积物物理性质密切相关。Biot-Stoll声波传播理论模型可以预测海底沉积物的物理性质,构建反射系数等声学参数与物理参数之间的关系,但在不同的海域采用不同的参数所获得的效果不同。为此,本文基于南海北部陆坡海底表层沉积物的实测物理参数,利用BiotStoll模型建立研究区海底反射系数和沉积物物理性质之间的关系,结果表明模型计算值与样品实测值吻合度总体较好,偏差在0.1%~4.9%之间,并建立了频率3.5 kHz时海底反射系数与沉积物孔隙度、密度、平均粒径之间的关系方程,且方程拟合度较高,可决系数R2均大于0.99。在对典型Chirp剖面数据计算其海底反射系数的基础上,反演了海底表层沉积物的孔隙度、密度、颗粒平均粒径等物理性质,其中反演孔隙度、密度、平均粒径与实测孔隙度、密度、平均粒径相对误差均小于5%,结果与实测值基本相符,表明该反演方法在南海北部陆坡区的应用是可行的。

滞尘叶片反射光谱的Hapke双层散射模型模拟

针对粉尘附着于植被表面干扰植被光谱信息的纯洁性,从而影响植被正常遥感监测和管理问题,提出一种基于Hapke双层散射模型对滞尘叶片反射光谱进行正演仿真模拟的方法,为定量剔除粉尘对植被光谱的干扰奠定理论基础。通过设定粉尘粒径、堆积密度等物理参数定量模拟滞尘叶片反射光谱,再利用实际测得的反射光谱评价模型模拟精度,从而实现滞尘叶片反射光谱的高精度正演模拟。研究表明:随着粉尘沉积质量的增加,Hapke双层散射模型得到的理论误差呈先增大后减小的趋势,最终理论值和实验值接近一致;在不同波段模拟反射光谱误差影响不一,其中近红外波段误差最大;模型模拟的反射光谱曲线与实验光谱曲线拟合精度高达95%,反射率偏差值控制在5%以内,模拟精度较高。

完全氧化DZ125的双向反射特性实验研究

作为燃气轮机的核心部件,涡轮叶片长期在上千度的高温下工作,为了保证叶片安全可靠地运行,需要对其温度进行实时的监测。辐射测温是目前涡轮叶片非接触式测温的主流方法,其测温精度与叶片材料反射特性关系密切,如何预测不同方向反射能量的大小,减小反射辐射对测温结果的影响是目前研究的难点。为了预测叶片反射能量大小,提高辐射测温的准确性,对涡轮叶片常见材料——完全氧化DZ125的双向反射分布函数(BRDF)进行研究。采用对比法作为实验测量的方法,先分析了BRDF对比法测量原理及数据处理方法,之后自主搭建了试验台,在温度分别为25,900和1100℃,波长分别为1060,1550和1908 nm的条件下,控制入射天顶角及反射天顶角在0°~60°范围变化,方位角在0°~180°范围变化,测量计算出了多组BRDF值,分析了各种因素对完全氧化DZ125的BRDF的影响。最后采用Modified Phong模型对BRDF测量值进行了拟合,并与实验测量结果进行了对比,得到了较好的结果。研究结果表明,温度、波长对完全氧化DZ125的BRDF影响较小,在涡轮叶片工作的温度范围变化不大,辐射波长变化不大时,可忽略二者对BRDF的影响。而入射天顶角、反射天顶角与方位角对BRDF的影响很大,入射天顶角与反射天顶角大小越相近,方位角越接近180°,测量探头所处位置与镜面反射方向就越接近,试样的镜面反射特性就越显著,BRDF就越大;反之,当探头远离镜面反射方向,漫反射占据主导,BRDF将呈现快速的衰减。实验结果显示完全氧化DZ125具有很强的镜面反射特性。Modified Phong模型拟合得到的结果,能够较好地反映出完全氧化DZ125的双向反射特性。这一模型简单可靠,适用于后期采用蒙特卡罗方法进行数值模拟研究,以预测完全氧化DZ125材料的反射能量分布,为后续开展涡轮叶片辐射测温的研究提供理论基础。

为空间想象力插上翅膀——立体光反射模型

从广义上讲，物理学中的各种物理概念，如物质、长度、时间等都可称为物理模型，物理学上的研究对象、对象的状态、状态的变化过程等均可称为物理模型；从狭隘上说，反映特定的物理现象、物理问题的理想化实体、理想化过程、理想化状态、理想化结构等，叫物理模型。物理模型是物理学研究的重要方法和手段，物理教育和教学中对物理模型的讲述和讲授就必不可少。