大气散射

摘要： 针对普通气象学课程实验的需要,以大气散射理论知识点为例,介绍大气散射软件的设计、开发、调试和应用,给出软件的总体结构、基本功能和运行结果,分析了大气散射实验。实践表明,软件类实验是普通气象学课程的重要方面,对于理解气象理论、分析大气特征、促进知识应用具有重要作用。

摘要： 雾霾天气下拍摄的图像,由于大气中混浊悬浮物对光的吸收和散射的影响,导致"透光"强度减弱,图像能见度严重降低,许多特征被覆盖或模糊,限制和影响了可见光视觉系统工作效用的发挥.研究针对低能见度天气下,可见光视觉系统工作受限的现实,从雾天图像退化模型出发,通过发掘颜色分布与透射率两者之间的约束关系构建透射率求解方程.之后,通过对大气光值在线更新和马尔可夫随机场模型,实现对大气光及透射率的时空连续性约束,解决复杂场景以及天气条件下可见光视觉系统工作的适应性与稳健性问题.实验结果表明,所提算法可以有效地提高低能见度条件下的成像距离,视频图像去雾后忠于原始图片颜色分布,无色彩失真,可为后续高级视觉任务提供良好的图像基础.

摘要： 本文针对当前在大气散射模型下的去雾算法存在图像质量较差问题,从模型原理上分析衰减系数的变化对于去雾后图像质量的影响。通过大气光成像的物理建模和数学分析,逐步推导出衰减系数,分析了其物理意义。结合颜色衰减先验去雾算法,并改变衰减系数,得到不同的效果图,根据图像的评价参数,对比分析衰减系数会带来的影响。实验显示,衰减系数的变化能在一定程度上影响图像的色彩、对比度,进而影响去雾的实际效果,可以通过适当的改变衰减系数优化图像去雾的效果。

摘要： 针对航空仿真系统视景渲染真实性和实时性的问题,提出一种基于大气散射物理模型的室外场景实时渲染方法.首先,根据瑞利散射和米氏散射构建基于地球椭球体的大气散射数学模型,通过预先渲染并将渲染结果保存至纹理以便实时绘制调用;其次,利用基于密度积分的方法进行雾霾效果的模拟,并利用柏林噪声实现雾霾的动态变化效果;最后使用高动态范围技术优化渲染图像.实验结果表明,上述算法适用于场景分辨率较高的航空场景仿真,能够提供帧率稳定、逼真的实时场景渲染画面.

摘要： 本文针对当前在大气散射模型下的去雾算法存在图像质量较差问题,从模型原理上分析衰减系数的变化对于去雾后图像质量的影响.通过大气光成像的物理建模和数学分析,逐步推导出衰减系数,分析了其物理意义.结合颜色衰减先验去雾算法,并改变衰减系数,得到不同的效果图,根据图像的评价参数,对比分析衰减系数会带来的影响.实验显示,衰减系数的变化能在一定程度上影响图像的色彩、对比度,进而影响去雾的实际效果,可以通过适当的改变衰减系数优化图像去雾的效果.

摘要： 7月中下旬,芬兰最北端的城镇乌茨约基结束了长达两个多月的极昼,太阳终于短暂落在了地平线之下。现在轮到白夜登场,已经落下的太阳通过大气散射使天空仍然保持明亮,直至不久后朝阳升起。芬兰的夏夜永不“熄灯”。想晒午夜阳光,就来芬兰吧,它让人们彻夜狂欢,它让动物和植物加班加点繁衍生息,让世界仿佛进入了快车道。

摘要： 电力系统监控视频有雾图像增强研究能有效缩短雾天电力系统故障发生因素查找时间和大幅提升可视化工程管控的效率,为此提出一种基于大气散射分数阶微分的自适应暗通道先验有雾图像增强算法.首先,将一维分数阶微分推广建立分数阶微分模板,利用分数阶微分具有的保边特性,建立有雾图像透射图和分数阶微分增强算子的联系,并将原始图像与分数阶微分模板进行相关卷积计算;然后,根据暗通道先验理论,结合大气散射模型得到透射率,并取RGB 3个通道的平均值作为算法的大气光强度值,得到增强后的无雾图像.结果表明,通过改变分数阶微分模板的分数阶导数v取值,可以有效提升电力系统视频监控有雾图像的可视性.

摘要： 受大气散射影响,序列交通图像的细节特征损失较大,图像像素较低,为此提出基于深度学习的序列交通图像去雾方法.根据雾化图像表达式和相同大气密度下光线载体传输图定义式,构建大气散射模型,运用该模型获取图像特征序列.利用深度学习自编码网络中的网络层,建立输出定义式与特征损失函数式,在样本中引入图像特征序列,得到特征块序列,依据雾特征图和散射率的非线性映射关系获取散射率图.采用修正函数调整卷积层输出像素值为正,将局部块代入自编码网络,并添加特征块序列至卷积神经网络的输入层,对输出的散射率图进行导向滤波处理,实现序列图像雾特征的去除.仿真结果表明,去雾后图像的细节特征更加突出,大幅度提升了图像的对比度.

摘要： 目标高分辨光学成像在众多光电工程领域中具有重要的应用价值。然而,在很多目标观测场景中,光波都要经大气进行传输,从而导致成像质量的退化,克服复杂大气干扰获取高质量图像一直以来都备受各国学者的关注。特别是近年来随着激光技术的进步,由于激光雷达在距离分辨、三维成像等方面的优势,主动成像技术也取得了很大发展,其中大气的影响和校正同样是一项不容忽视的问题。大气对成像的影响主要包括两个方面:大气湍流和大气悬浮粒子。针对这两方面对成像的影响进行分析,同时对国内外学者发展的消除大气影响、进行高质量成像的主要技术进行了简要介绍,并结合本课题组在相关领域的长期研究,对几个值得关注的方面进行了总结和展望。

摘要： 针对视程障碍类天气现象，在双色大气散射模型的基础上提出一种识别视程障碍类天气现象的算法。该算法只需同一场景下晴天和有视程障碍类天气现象的数字图像，首先根据散射模型求出图像中所选区域点的大气光学厚度差，以判断天气现象的恶劣程度；然后计算图像中所选区域像素与像素之间的矢量夹角及亮度信息，设定相应的判别阈值，最终实现不同天气现象的分类。测试结果表明，该算法对于雾、霾及沙尘暴等视程障碍类天气现象具有良好的判别效果。

摘要： 渲染真实的地球环境可以提高视景仿真系统的逼真度，增强航天员训练时的沉浸感。为了提高视景显示的真实感和实时性，研究基于可编程图形硬件GPU仿真地球大气散射现象的方法，探讨了大气散射模型，并基于GPU的可编程性给出了实现方法和过程。结果表明该方法提高了实时渲染效率，增强了视景仿真系统的真实感。

摘要： 从大气散射的原理出发，考虑了行星大气的实际参数，根据Nishita提出的大气散射模型争O'Neil的简化算法，使用GPU实现了行星表面大气散射效果的实时渲染。通过实验结果表明，采用GPU进行计算可以大幅提高帧速率，并减少CPU占用率。

摘要： 本文综合介绍了[Nishita et al 1993]提出的大气散射的物理模型以及[O'Neil2004,O'Neil 2005]提出的GPU精确大气散射方法,并在此基础上逐步解析了在GPU上实现大气散射效果的原理.在具体实现上,天幕网格建模方面采用了三角片大小一致的构造方式,在GPU上通过若干点的采样实现散射的外层积分,通过经验的多项式函数逼近光学深度值,代替查找表计算散射的内层积分,并给出了在Vertex Shader和Pixel Shader的实现细节.

摘要： 作为环境仿真的一个重点，逼真的大气渲染一直是一个难以攻克的难点。传统的大气渲染多以大气散射简化模型来实时计算天空和景物颜色，但现有的模型都简化过多，以致于真实感较差、应用范围狭小。rn 本文通过分析大气散射原理，包括Rayleigh和Mie散射理论，提出更为逼真的大气散射绘制模型，最终实现了任意观测高度的更加真实的大气散射效果，同时为了提高改程序的运行效率，运用光学深度预计算以及GPU编程加以优化，并通过实验论证了该方法的有效性和优越性。

摘要： 基于Nishita经典的大气模型和最新的T.Schafhitzel的3D 纹理技术,考虑了火星大气的实际参数,包括火星大气密度、大气折射系数及改变入射光方向等,得到了适合模拟火星大气散射效果的方法。实验结果表明,该方法切实可行,取得了实时、逼真的火星大气散射效果。

摘要： 分析了大气中的气体分子、气溶胶粒子等对辐射的吸收和散射作用,及对成像造成的退化影响.提出了一种考虑了大气多次散射影响的图像退化模型,以及一种利用此退化模型的图像去雾方法.实验结果表明,采用提出的模型和算法有很好的去雾效果,尤其对于远距离或者恶劣天气条件下成像的情况,能得到质量更高的去雾图像.

摘要： 分析了大气中的气体分子、气溶胶粒子等对辐射的吸收和散射作用,及对成像造成的退化影响.提出了一种考虑了大气多次散射影响的图像退化模型,以及一种利用此退化模型的图像去雾方法.实验结果表明,采用提出的模型和算法有很好的去雾效果,尤其对于远距离或者恶劣天气条件下成像的情况,能得到质量更高的去雾图像.

摘要： 分析了大气中的气体分子、气溶胶粒子等对辐射的吸收和散射作用,及对成像造成的退化影响.提出了一种考虑了大气多次散射影响的图像退化模型,以及一种利用此退化模型的图像去雾方法.实验结果表明,采用提出的模型和算法有很好的去雾效果,尤其对于远距离或者恶劣天气条件下成像的情况,能得到质量更高的去雾图像.

摘要： 分析了大气中的气体分子、气溶胶粒子等对辐射的吸收和散射作用,及对成像造成的退化影响.提出了一种考虑了大气多次散射影响的图像退化模型,以及一种利用此退化模型的图像去雾方法.实验结果表明,采用提出的模型和算法有很好的去雾效果,尤其对于远距离或者恶劣天气条件下成像的情况,能得到质量更高的去雾图像.

摘要： 本发明公开了一种大气气溶胶红外散射透过率计算方法。红外辐射在大气中传播时大气气溶胶散射是能量衰减的原因之一。通过考虑气溶胶密度随高度变化，结合大气能见度参数，建立了在水平均匀传播和斜程传播两种情况下红外线的大气气溶胶散射透过率工程计算方法。水平均匀传输下，在中长波波段对大气气溶胶散射透过率采用常规积分求均值方法计算，与采用波长中值的工程计算方法对比，表明后者具有足够的工程精度；对于斜程传播情况，通过对高度积分得到大气气溶胶红外散射透过率的斜程传播计算公式。本发明对于建立大气透过率精确计算模型，构建红外探测器对红外目标探测性能计算方法以及分析大气透过率的影响因素等具有重要意义。

摘要： 本发明涉及隐身飞行器技术领域，提出了具有低雷达散射效能的嵌入式大气压力传感器及安装结构。具体地说，所述嵌入式大气压力传感器包括传感器本体和传感器蒙皮；所述传感器蒙皮为平行四边形；所述传感器本体安装在所述传感器蒙皮的内表面，并位于隐身飞行器内部。所述传感器蒙皮的一组平行边与所述隐身飞行器任一侧的机身前缘、机翼侧缘、机翼后缘、机尾后缘中至少一个边缘结构的水平投影轮廓线平行。

摘要： 本发明提供了一种用于大气单颗粒物激光散射在线监测的集成化系统，包括：测量腔模块，其包括测量腔和设置在测量腔上的光源模块、至少一前向散射信号探测模块和至少一后向散射信号探测模块，测量腔上开设有主通道和若干与主通道相通的侧通道，所述光源模块、前向散射信号探测模块和后向散射信号探测模块分别对应设置在若干所述侧通道上；气路系统，基于鞘气绕流原理，气路系统分别与主通道的两端口连接；若干APD光电转化模块；若干光纤耦合模块，前向散射信号探测模块和后向散射信号探测模块通过若干光纤耦合模块分别与若干APD光电转化模块连接；数据采集模块，分别与若干APD光电转化模块连接；数据处理模块，与数据采集模块连接。

摘要： 本发明公开了一种基于大气光散射的拍摄图像深度信息预测方法，本发明的主要设计构思在于，使用全局大气光散射模型对拍摄到的RGB图像进行初步深度预测，再通过初始深度预测结果进行局部大气光模拟，重新定义出局部大气光散射模型，由对全局及局部大气光散射建模恢复出RGB图的全局深度信息和局部深度信息，并以全局深度图及局部深度图予以表征，再将二者进行融合，最后对融合后的深度图进行边缘优化，输出最终的目标深度图，也即是包含了深度信息预测结果的图像。与现有技术相比，本发明深度检测结果性能稳定且成本较低，而且在保证深度图像高质量输出的同时，也能够大幅改善运行速率，因而具有更普遍的应用场景。

摘要： 本发明公开了一种基于散射系数比估计的大气散射降质图像恢复方法，本发明的方法利用场景的固有消色点估计不同颜色通道的散射系数比，据此准确计算出对应颜色通道的透射图，最终得到场景的真实反射率，从而恢复真实场景。与现有技术相比，本发明的方法能够有效处理由大气介质对不同波长光的不同强度散射导致的随距离变化改变色偏，具有无参数，计算快，效果好，无色偏等特点，适合于室外大气散射降质图像的恢复。

摘要： 本发明公开了一种基于大气散射介质调制的单像素成像方法，包括：激光束进入大气散射介质，以大气散射介质作为空间调制器，计算当前条件下的大气散射介质的单次调制样式；在该调制样式下，大气反射方向的光经过透镜到达目标，桶探测器收集所有来自目标的光信号，获得探测值；随机改变激光束进入大气的传输方向，获得大气对光场调制的一系列不同的调制样式；以单次调制样式为行向量，将一系列不同的调制样式对应的行向量组成大气散射介质测量矩阵；并获得一系列不同的调制样式下对应的一系列探测值组成的测量向量；利用图像重构算法恢复目标信号。本发明的方法利用大气散射介质作为单像素成像的空间调制器，实现被散射介质包围的目标的清晰成像。

摘要： 本发明公开了图像处理技术领域的一种基于改进的逆大气散射模型卷积网络的图像去雾方法，旨在解决现有技术中图像增强的去雾方法导致图像失真、图像复原的去雾方法对模型参数选取要求过高、基于深度学习的去雾算法容易因大气光值估计误差而影响图像去雾效果的技术问题。所述方法包括如下步骤：将有雾图像输入预先训练好的卷积神经网络，获取无雾图像；所述卷积神经网络包括彼此串联的颜色特征提取卷积网络和深度去雾卷积网络，颜色特征提取卷积网络的输出端与深度去雾卷积网络的输入端连接。

摘要： 本发明公开了一种基于大气散射模型的手术视频实时去雾增强方法，包括以下步骤：1.获取图像并分解成一帧帧图像处理；2.对RGB三通道求得最小值，得最小值图像，用最小值滤波求得暗通道图像；3.使用导向滤波求得精细暗通道图像，通过精细暗通道图像求得透射率图像；4.选最小值图像排序前n的像素点取平均值，求RGB三通道的均值，加权得到大气光值；5.将透射率图像、大气光值代到大气散射模型得到去雾后的图像；6.使用图像增强的方法处理去雾图像得到清晰的去雾图像；7.追踪前后帧图像像素点的位置，得到对应像素点在前帧的位置，对比透射率值，评估是否使用前帧像素值来替换当前像素值；8.综合第6步及第7步得到最后的结果。

摘要： 本发明公开了一种基于散射系数比估计的大气散射降质图像恢复方法，本发明的方法利用场景的固有消色点估计不同颜色通道的散射系数比，据此准确计算出对应颜色通道的透射图，最终得到场景的真实反射率，从而恢复真实场景。与现有技术相比，本发明的方法能够有效处理由大气介质对不同波长光的不同强度散射导致的随距离变化改变色偏，具有无参数，计算快，效果好，无色偏等特点，适合于室外大气散射降质图像的恢复。

摘要： 本发明公开了一种基于大气散射模型的低照度图像和视频增强方法、装置，方法包括：基于细化方程对V分量进行细化，获取透射率对V分量求取局部最大值，得到局部最大值图并细化，获取透射率基于透射率和叠加系数获取最终的透射率，按照亮度的大小选取预设比例像素，获取预设比例像素对应的位置，根据这些位置从低照度图像中选取预设比例像素的V分量值，计算V分量值的平均值作为全局大气光；将最终的透射率与全局大气光代入低照度大气散射模型中，得到初步增强的V分量，并进行细化得到最终增强的V分量；将图像从HSV’色彩空间转换至RGB空间得到增强图像，并合成增强视频。装置包括：处理器和存储器。本发明得到的图像和视频可以有效地突出图像中的关键信息。