[發(fā)明專利]基于三光譜實(shí)時(shí)成像顯示優(yōu)化的建筑物相對(duì)距離估計(jì)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110885204.8
• 申請(qǐng)日: 2021-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN113706554A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙東;顧雨倩;李晨;楊成東;張見;李暉;王青;王新蕾;于慶南;陶旭;汪磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)濱江學(xué)院
• 主分類號(hào): G06T7/11
• 分類號(hào): G06T7/11;G01J3/28
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;喬煒

1.基于三光譜實(shí)時(shí)成像顯示優(yōu)化的建筑物相對(duì)距離估計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、利用標(biāo)準(zhǔn)白色目標(biāo)和光譜儀測(cè)量霧天下太陽光的光譜；

步驟二、在測(cè)量得到的霧天下太陽光的光譜中，選定幅射強(qiáng)度大于0.3的三個(gè)近紅外成像波段，記作λ₁、λ₂和λ₃；

步驟三、搭建三光譜實(shí)時(shí)成像光學(xué)系統(tǒng)；

S301、在三臺(tái)近紅外相機(jī)正前方分別裝配濾光片和鏡組，三個(gè)濾光片分別對(duì)應(yīng)三個(gè)近紅外成像波段；

S302、在聚光鏡頭后設(shè)置分光鏡B1，并在分光鏡B1后方和反射方分別設(shè)置分光鏡B2和分光鏡B3；

被建筑物反射的光線經(jīng)過聚光鏡頭后到達(dá)分光鏡B1，分光鏡B1的透射光到達(dá)分光鏡B2，分光鏡B1的反射光到達(dá)分光鏡B3；分光鏡B2的透射光經(jīng)過濾光片F(xiàn)1和鏡組L1，被近紅外相機(jī)C1接收；分光鏡B2的反射光經(jīng)過濾光片F(xiàn)2和鏡組L2，被近紅外相機(jī)C2接收；分光鏡B3的透射光經(jīng)過濾光片F(xiàn)3和鏡組L3，被近紅外相機(jī)C3接收；

步驟四、利用三光譜實(shí)時(shí)成像光學(xué)系統(tǒng)在霧天下對(duì)建筑物進(jìn)行成像得到同一場(chǎng)景下，三個(gè)近紅外成像波段對(duì)應(yīng)的三幅近紅外圖像；

步驟五、利用三幅近紅外圖像分別估計(jì)同一場(chǎng)景下，三幅近紅外圖像的全局大氣光值；

步驟六、獲取三幅近紅外圖像成像時(shí)刻的能見度V；

步驟七、建立三個(gè)近紅外成像波段下大氣消光系數(shù)與V和波段的關(guān)系；

步驟八、利用三幅近紅外圖像、三幅近紅外圖像的全局大氣光值、三個(gè)近紅外成像波段下大氣消光系數(shù)與V和波段的關(guān)系,推導(dǎo)基于近紅外三光譜實(shí)時(shí)成像建筑物相對(duì)距離估計(jì)公式；

步驟九、利用基于近紅外三光譜實(shí)時(shí)成像建筑物相對(duì)距離估計(jì)公式，估計(jì)建筑物相對(duì)距離d；

步驟十、對(duì)d進(jìn)行顯示優(yōu)化操作得到建筑物相對(duì)距離三維圖；

S1001、按照下式，對(duì)d進(jìn)行伸縮降灰度優(yōu)化處理，得到伸縮降灰度優(yōu)化處理后的建筑物相對(duì)距離估計(jì)結(jié)果d_e

d_e＝α(d-d_m) (1)

其中，α表示伸縮系數(shù)，d_m表示d的均值；

S1002、對(duì)d_e按照下式進(jìn)行雙閾值優(yōu)化處理，得到雙閾值優(yōu)化處理后的建筑物相對(duì)估計(jì)距離d_x

其中，T₁表示不大于d_e的經(jīng)驗(yàn)值，T₂表示不小于d_e的經(jīng)驗(yàn)值；

S1003、對(duì)d_x進(jìn)行高斯濾波和線性濾波，得到濾波平滑后的d_x；

S1004、用濾波平滑后的d_x乘以去除天空背景的模板圖像，獲得建筑物相對(duì)距離估計(jì)圖；

S1005、對(duì)建筑物相對(duì)距離估計(jì)圖進(jìn)行鏡像處理并以三維的方式顯示，獲得建筑物相對(duì)距離三維圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于三光譜實(shí)時(shí)成像顯示優(yōu)化的建筑物相對(duì)距離估計(jì)方法，其特征在于，步驟四具體通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：

S401、利用三光譜實(shí)時(shí)成像光學(xué)系統(tǒng)和三個(gè)近紅外成像波段對(duì)應(yīng)的三個(gè)濾光片，根據(jù)公式

得到在霧天下對(duì)建筑物進(jìn)行成像得到同一場(chǎng)景下，三個(gè)近紅外成像波段對(duì)應(yīng)的三幅近紅外圖像I(λ₁,d)、I(λ₂,d)和I(λ₃,d)；

其中，s(λ₁)、s(λ₂)和s(λ₃)分別表示三個(gè)近紅外成像波段下材料的反射率，A(λ₁)、A(λ₂)和A(λ₃)分別表示三幅近紅外圖像的全局大氣光值，β(λ₁)、β(λ₂)和β(λ₃)分別表示三個(gè)近紅外成像波段下的大氣消光系數(shù)。