[发明专利]一种基于中性线特征的中性点识别方法

摘要

本发明公开了一种基于中性线特征的中性点识别方法，其特征是按如下步骤进行：1、获取n幅天空偏振图像；2、利用大津算法提取有效区域；3、计算斯托克斯矢量；4、根据斯托克斯矢量获得中性线；5、利用中性线识别中性点。本发明能对天空偏振图像中的中性点进行有效识别和标定，从而为大气环境检测提供中性点特性信息。

主权项

一种基于中性线特征的中性点识别方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1：在不同的偏振角度θ1,θ2,…,θn下分别获得相应的天空偏振图像I1,I2,…,In,n≥3；步骤2：利用大津算法提取有效区域Zvalid；依次将n幅天空偏振图像I1,I2,…,In作为大津算法的输入图像，通过大津算法分别计算出每一幅天空偏振图像I1,I2,…,In所对应的自适应阈值t1,t2,…,tn，根据所述自适应阈值t1,t2,…,tn依次将对应的天空偏振图像I1,I2,…,In进行二值化处理，获得对应于所述天空偏振图像I1,I2,…,In的n幅二值图像BW1,BW2,…,BWn，对所述n幅二值图像BW1,BW2,…,BWn进行“与”操作，获得二值图像BWvalid，令所述二值图像BWvalid中像素为1的连通区域为有效区域Zvalid；步骤3：计算斯托克斯矢量S=(I,Q,U)T；利用式(1)获得所述有效区域Zvalid内的斯托克斯矢量S=(I,Q,U)T： I + Q cos 2 θ 1 + U sin 2 θ 1 = 2 I 1 I + Q cos 2 θ 2 + U sin 2 θ 2 = 2 I 2 · · · I + Q cos 2 θ n + U sin 2 θ n = 2 I n - - - ( 1 ) 式(1)中，I为大气光的总光强，Q为大气光在水平方向上的线偏振分布，U为大气光在45°方向上的线偏振分布；步骤4：根据斯托克斯矢量S=(I,Q,U)T获得Q＝0处的中性线q1和q2以及U＝0处的中性线u1和u2；4.1、对所述斯托克斯矢量S=(I,Q,U)T中的线偏振分布Q和U进行二值化处理，获得与所述线偏振分布Q和U分别对应的二值图像BWq和二值图像BWu；4.2、分别提取所述二值图像BWq的边缘q1′和q2′以及所述二值图像BWu的边缘u1′和u2′，所述边缘q1′和q2′即为中性线q1和q2，所述边缘u1′和u2′为中性线u1和u2；步骤5：利用Q＝0处的中性线q1和q2以及U＝0处的中性线u1和u2识别中性点；5.1、将所述二值图像BWq和二值图像BWu统一按横向或纵向进行扫描，在扫描过程中依次将所述Q＝0处的中性线q1和q2上的像素分别存储到像素链表Lq1和Lq2的节点中；并将所述U＝0处的中性线u1和u2上的像素分别存储到像素链表Lu1和Lu2的节点中；5.2、遍历所述像素链表Lq1和Lq2以及像素链表Lu1和Lu2，查找出任意两条像素链表中的相同节点，所述相同节点即为中性点。