[發明專利]云檢測及全天空總云量檢測方法和系統

有效

• 申請號: 201310404266.8
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103472501A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 楊俊;呂偉濤;馬穎;姚雯
• 申請（專利權）人: 中國氣象科學研究院
• 主分類號: G01W1/00
• 分類號: G01W1/00
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 范曉斌;郭海彬

1.一種云檢測方法，包括：

圖像獲取步驟：利用圖像獲取設備獲取預定時刻的天空的云圖；

天空類型確定步驟：確定在所述預定時刻所述天空的天空類型；其中，所述天空類型選自用于表示天空云量范圍的多種預設天空類型中的一種；

云檢測步驟：使用分割閾值來檢測所述云圖中的云；其中，所述分割閾值根據與所述多種預設天空類型分別對應的多種不同的分割閾值設定方式中的一種來確定。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述天空類型確定步驟中，根據所述云圖的亮度信息熵來確定在所述預定時刻所述天空的所述天空類型。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在天空類型確定步驟中，還包括將所述亮度信息熵與預設的一個或多個信息熵閾值進行比較，以確定所述天空類型。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述多種預設天氣類型包括晴空、陰天和多云；所述一個或多個信息熵閾值包括第一和第二信息熵閾值，且所述第一信息熵閾值小于所述第二信息熵閾值；

其中，在所述亮度信息熵小于所述第一信息熵閾值的情況下，確定所述天空類型為陰天；在所述亮度信息熵大于所述第二信息熵閾值的情況下，確定所述天空類型為多云；在所述亮度信息熵處于所述第一和第二信息熵閾值之間的情況下，確定所述天空類型為晴空。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一信息熵閾值選自1.9-2.1，和/或所述第二信息熵閾值選自2.35-2.55。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，在所述云檢測步驟中，還包括對所述云圖中的各像素進行藍紅波段的歸一化差值處理，以得到各像素的歸一化灰度值；并且，將所述歸一化灰度值與所述分割閾值進行比較來確定所述云圖中的云。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述多種分割閾值設定方式包括：在所述天空類型為多云的情況下，所述分割閾值采用基于最大類間方差的自適應閾值。

8.根據權利要求6-7中任一項所述的方法，其特征在于，所述多種分割閾值設定方式包括：在所述天空類型為陰天的情況下，所述分割閾值為μ-3σ；在所述天空類型為晴空的情況下，所述分割閾值為μ+3σ；

其中，μ為經過所述歸一化差值處理后所述云圖的所述歸一化灰度值的均值，σ為經過所述歸一化差值處理后所述云圖的所述歸一化灰度值的方差。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的方法，其特征在于，還包括曝光時間確定步驟：確定所述圖像獲取設備在所述預定時刻獲取所述云圖時所使用的滿足一個或多個預定條件的曝光時間；

其中，所述一個或多個預定條件包括：所述云圖中的第一預選區域和第二預選區域的平均亮度值均處于預定亮度上限和預定亮度下限之間；所述第二預選區域小于并完全包含于所述第一預選區域。

10.根據權利要求1-9中任一項所述的方法，其特征在于，在所述圖像獲取步驟中，所述圖像獲取設備在不遮擋太陽的情況下獲取所述云圖。

11.根據權利要求1-10中任一項所述的方法，其特征在于，所述云圖為全天空云圖。

12.一種全天空總云量檢測方法，包括權利要求11所述的方法，還包括總云量計算步驟：根據所述全天空云圖中的云占整個所述全天空云圖的比例來計算天空總云量。

13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在所述全天空云圖中包含太陽圖像的情況下，所述天空總云量不包含所述太陽圖像占整個所述云圖的比例。

14.一種云檢測系統，包括：

圖像獲取設備，用于獲取預定時刻的天空的云圖；

天空類型確定模塊，用于確定在所述預定時刻所述天空的天空類型；其中，所述天空類型選自用于表示天空云量范圍的多種預設天空類型中的一種；

云檢測模塊，通過分割閾值來檢測所述云圖中的云；其中，所述分割閾值根據與所述多種預設天空類型分別對應的多種不同的分割閾值設定方式中的一種來確定。

15.根據權利要求17所述的云檢測系統，其特征在于，所述天空類型確定模塊配置成根據所述云圖的亮度信息熵來確定在所述預定時刻所述天空的所述天空類型。