[發明專利]一種基于中性線特征的中性點識別方法

有效

• 申請號: 201310506841.5
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103544494A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 范之國;王子謙;金海紅;孫潔;高雋
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06K9/60
• 分類號: G06K9/60
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及一種基于偏振度橢圓擬合的中性點識別方法，屬于大氣光學研究領域。

背景技術

太陽光本身是一種自然光源，但是在大氣傳輸過程中被大氣中的粒子散射和反射，比如被O₂和N₂分子散射和反射，由此會產生相應的偏振光。具有不同偏振方向，不同偏振強度的太陽光，便形成了特定的大氣偏振模式。中性點是大氣偏振模式的重要特征，中性點是天空中的特殊位置，該位置上的大氣光偏振度最低，且沿太陽子午線經過該位置時大氣光的偏振化方向將發生90°旋轉。通過分析中性點分布位置的變化也可以實現對大氣環境的監測。大氣偏振模式中性點的分布信息為反演大氣的光學和物理參數、建立大氣散射輻射偏振特性模型提供了必不可少的素材。因此，要實現利用偏振模式完成大氣探測及大氣環境檢測，大氣偏振模式信息中中性點的測量和識別是必不可少的。

中性線是大氣偏振模式中的特殊位置，中性線的位置信息可以從大氣偏振模式的斯托克斯矢量分布中直接獲得。通過檢查大氣偏振模式的斯托克斯矢量中的Q分量或U分量是否為0，可以獲得中性線的位置。而在大氣偏振模式中，中性點通常位于不同中性線的交點處。

現有技術中，雖有對中性線和中性點進行探討和研究，但未提出過如何檢測和識別中性點。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種基于中性線特征的中性點識別方法，能對天空偏振圖像中的中性點進行有效識別和標定，從而為大氣環境檢測提供中性點特性信息。

本發明為解決技術問題采取如下技術方案：

本發明一種基于中性線特征的中性點識別方法的特點是按如下步驟進行：

步驟1：在不同的偏振角度θ₁,θ₂,…,θ_n下分別獲得相應的天空偏振圖像I₁,I₂,…,I_n,n≥3；

步驟2：利用大津算法提取有效區域Z_valid；

依次將n幅天空偏振圖像I₁,I₂,…,I_n作為大津算法的輸入圖像，通過大津算法分別計算出每一幅天空偏振圖像I₁,I₂,…,I_n所對應的自適應閾值t₁,t₂,…,t_n，根據所述自適應閾值t₁,t₂,…,t_n依次將對應的天空偏振圖像I₁,I₂,…,I_n進行二值化處理，獲得對應于所述天空偏振圖像I₁,I₂,…,I_n的n幅二值圖像BW₁,BW₂,…,BW_n，對所述n幅二值圖像BW₁,BW₂,…,BW_n進行“與”操作，獲得二值圖像BW_valid，令所述二值圖像BW_valid中像素為1的連通區域為有效區域Z_valid；

步驟3：計算斯托克斯矢量S=(I,Q,U)^T；

利用式(1)獲得所述有效區域Z_valid內的斯托克斯矢量S=(I,Q,U)^T：