基于機(jī)器視覺的大氣能見度測量方法研究.pdf

1、霧霾天氣的頻發(fā)給人們的日常生活帶來諸多不便，大氣能見度及時準(zhǔn)確的預(yù)報對航空、河運(yùn)和高速公路等交通運(yùn)輸有重要意義。近年來，基于數(shù)字圖像的大氣能見度測量方法由于其更符合人眼的觀測、操作簡單、檢測準(zhǔn)確度高得到了廣泛的應(yīng)用。本文利用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)釆集圖像，從機(jī)器視覺角度進(jìn)行大氣能見度的測量，主要研究內(nèi)容有：
　?。?）實(shí)現(xiàn)了基于暗通道先驗(yàn)理論的能見度測量。對暗通道先驗(yàn)理論中去霧系數(shù)的選取做了詳細(xì)的分析，并給出如何選擇合適的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行透射率計

2、算。分別在2個不同的場景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前向散射儀測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。實(shí)驗(yàn)表明，93.5％的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相對誤差在±15%之內(nèi)，符合能見度觀測的應(yīng)用要求。
　?。?）建立了基于圖像單區(qū)域的能見度測量模型。通過對圖像進(jìn)行ROI定位與分區(qū)，對每個小區(qū)域單獨(dú)進(jìn)行分析，分別使用暗通道先驗(yàn)理論和局部梯度對比度提取圖像特征建立能見度測量模型，并使用最小二乘法對模型進(jìn)行求解。實(shí)驗(yàn)表明基于單區(qū)域的能見度測量模型檢測準(zhǔn)確度為70.67%，誤差較

3、大，但為測量模型的改進(jìn)與完善提供了思路。
　　（3）建立了基于圖像多區(qū)域的能見度測量模型。使用大小不同的柵格對圖像進(jìn)行分區(qū)，通過對圖像單個區(qū)域進(jìn)行合并，建立圖像特征與能見度的測量模型。使用不同機(jī)器學(xué)習(xí)方法與特征提取方法進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)，并將測量結(jié)果與前向散射儀測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的Sobel濾波與M5’模型樹結(jié)合進(jìn)行能見度測量的準(zhǔn)確率最高，數(shù)據(jù)樣本中91.53%的點(diǎn)誤差小于±20%，驗(yàn)證了該方法的可行性與測量模型的準(zhǔn)