阴天空与最大亮度元

利用大气光学和几何光学的成果,讨论了阴天天空亮度与粒子散射和大气质量的关系,从微观机理上说明了阴天空最大亮度元的存在性,并得到了有趣的结果。     

目标对复杂背景辐射的光散射

利用电磁辐射和散射理论，讨论了目标表面双向反射分布函数，利用Lowtran7大气传输模型计算大气背景辐射，通过双向反射分布函数将背景入射光照度和目标散射亮度结合起来，推导了粗糙面对复杂背景辐射光散射强度空间分布表达式，讨论了散射的相干和非相干分量，完成了目标对阳光、大气背景辐射的光散射的光谱分布和空间强度分布的计算，对于粗糙朗伯面将公式进行了简化。     

Rayleigh大气天空光偏振分布仿真与预测

太阳光经过地球大气散射所形成偏振分布的模型与预测在仿生偏振导航传感器系统中起着关键作用。研究了天空中偏振光的产生机理,天空中偏振光的分布模式。根据Rayleigh散射理论和天文学知识,利用C 语言和OpenGL软件开发包在VC环境下进行编程工作,完成了太阳视位置,天空中观测方向光束的偏振方位角和偏振度信息,以及斯托克斯参量的计算。建立了2维、3维球面模型,能够实时动态仿真太阳视位置的运动,全天空偏振光分布模式的变化。与文献中的实际测量比较,表明计算模型准确有效。     

天空散射光照度转换成天顶亮度

本文建议了一种天顶亮度转换系数,它与室外无遮挡水平面上的天空散射光照度相乘,就能获得该天空类型的天顶亮度值。     

目标对背景红外辐射的散射特性

通过NURBS曲面和OpenGL技术对目标进行建模和消隐处理 ,结合粗糙面双站散射特性 ,研究了目标对背景红外辐射的散射特性 .结果表明 :目标对 3～ 5 μm波段的背景红外辐射的散射亮度谱分布变化起伏较大 ,在 8～ 12 μm波段对天背景辐射的散射谱分布变化相对平坦 ,而且远大于对阳光辐射的散射亮度 .     

中间天空是由似晴天空和似阴天空组成的

作者在文中提出,除下雨等一般需要人工照明的特殊天气现象外,根据云量,天空和日光状况或云量和天空亮度分布,将天空划分为晴天空、似晴天空、似阴天空和阴天空四类。在区分天空类型时,不宜仅从云量出发,认为除了晴天空和阴天空外,其余的天空状态仅属于同一种天空类型。从多年统计平均观点来看,当太阳面被云遮挡时,天空亮度分布类似于阴天空亮度分布;当太阳面上无云时,天空亮度分布却类似于晴天空亮度分布.这两类天空的亮度分布是极不相同的:在似晴天空时,天空亮度在太阳附近处最大;在似阴天空时,从多年统计平均观点看,天空亮度最大值不会出现在太阳位置附近.此外,在似晴天空和似阴天空条件下,对于大部分地区来说,在地平面上的天空散射光照度差异也是很显著的。所以对似睛天空和似阴天空这两类天空分别加以研究是合理的。     

单次散射条件下大气偏振中性点的特性研究

为了消除大气散射辐射对地物识别的影响,提高地物遥感偏振识别的精度,从平面分层大气中的辐射传输方程入手,推导单次散射时天空散射光的偏振度及偏振中性点的大小与分布,利用全天空遥感偏振测量装置对天空偏振现象进行了观测实验.测量结果表明,天空散射光的偏振度分布与单位体积空气散射光偏振度的分布是一致的;大气偏振中性点在距反日点角距约15°~25°的范围内变化;偏振度围绕偏振中性点有规律的分布.     

基于联合双边滤波的单幅图像去雾算法

针对在烟、雾、霾等恶劣的户外条件下,由于大气粒子的散射作用导致捕获的景物图像严重退化的问题.本文提出一种新的单幅图像去雾算法,该算法从大气散射模型出发,首先对降质图像进行白平衡,从而简化了大气散射模型;然后利用非线性空间滤波方法估计粗糙的大气幕亮度,用联合双边滤波方法进一步细化大气幕亮度;最后采用色度调和得到恢复图像.该算法的时间复杂度是图像像素的线性函数,运算速度较快.试验结果表明,该算法有效地恢复了场景的对比度和颜色,从而明显地提高了图像的视见度.     

天然采光设计中的参考天空分类

天然采光的基础是天空亮度分布,而参考天空分类是确定天空亮度分布的前提。结合IDMP重庆光气候观测站1 min光气候观测数据,通过对影响天空亮度分布的气象参量研究分析,确定容易被肉眼观测识别的云量、日面状况、水平区域到天顶亮度渐变状况等气象参量是影响参考天空分类的关键因素。以此为基础,将参考天空划分为6类天空类型。     

含向向异性散射粒子的平板状半透明介质层发射特性

用蒙特卡罗法研究了含粒子平板状半透明等温介质层的发射特性。在辐射能传递的模拟计算中,考虑了半透明表面的折射和镜反射作用及稀相粒子系统的各向异性散射效应。给出了介质层温度,介质折射率和粒子直径不同时的介质层半球发射率和方向发射率分布,并通过分析粒子直径和介质折射率对粒子系衰减系数及反照率的影响解释了介质层半球和方向发射率随粒子直径和介质折射率的变化规律。     

基于线性变换的自适应透射率去雾算法

针对现有图像去雾算法在天空或高亮区域透射率估计不准确的问题,且复原图像色彩失真以及细节丢失严重等情况,提出了一种基于线性变换的自适应透射率去雾算法。首先将输入图像转换至Ycbcr空间提取亮度分量,并构造反S型函数对其进行尺度压缩,以此减弱高亮像素的影响;然后利用线性变换模型对压缩后的亮度分量进行增强处理,使用高斯函数对亮度分量进行卷积操作得到自适应控制参数;结合线性变换模型和自适应控制参数逼近无雾图像最小颜色通道操作,进而得到精确的透射率估计值;最后利用大气散射模型和局部大气光值逆向求解出复原图像。在实验验证环节中,采用可见边、平均梯度、饱和像素点和结构相似性作为客观评价指标。客观数据表明,所提算法的各项指标均取得优势。在主观效果方面,所提算法可以准确估计出透射率,有效去除图像雾气干扰并改善天空或明亮区域色彩失真的现象,提高图像可视度,复原出更多细节和边缘信息。     

大气散射校正静态实时偏振图像去雾技术

为了在雾霾天气下实现静态实时图像去雾,研究了大气衰减模型,分析了大气溶胶对成像的影响和大气散的射校正方法,提出了偏振去雾方法的技术原理.利用斯托克斯参数和穆勒矩阵实现原始数据的静态获取,基于偏振测量结果实现天空区域的实时提取,通过提取结果定性和定量分析,找到了偏振角范围和大气散射光强度阈值的规律性,实现了静态实时偏振去雾.静态实时偏振去雾方法将原始数据由不确定的偏振图像改变为固定的偏振图像,克服了对手动操作和主观评价的依赖,简化了去雾流程,解决了复杂的全局参数估计问题,提高了图像复原的准确度.所提出的静态实时偏振去雾方法为雾霾天气下高分辨、高稳定性和高实时性成像提供了新的理论和技术手段.     

亮度均匀度与可见度设计方法研究

为了比较亮度均匀度对可见度水平的影响,深化可见度的设计方法,选取了截光型、半截光型道路照明灯具,以不同的灯具布置方式进行实验研究;利用小目标物可见度计算方法,研究亮度均匀度与计算点可见度水平分布的关系。结果表明,当均匀度较好时,应使路面亮度分布尽可能保持统一,各计算点的可见度水平同为正(或同为负);当均匀度不能保证较好时,可有意降低路面亮度均匀度,并使路面各点的正负可见度增大,从而使整条道路可以得到较高的STV值;在道路照明设计中还需要建立一个限定道路上可见度水平分布的方法。     

天空类型分维研究

天顶亮度转换系数是反映天空亮度分布变化特征的参数，它与地域无关。由天顶亮度转换系数变化过程的分维值证实，除特殊天气现象外，可把天空分成ＣＩＥ标准晴天空，似晴天空，似阴天空和ＣＩＥ标准阴天空４种天空类型、这对于研究天空亮度分布是合理的。     

基于亮度小波变换和颜色改善的彩色图像去雾研究

针对户外薄雾条件下彩色图像对比度降低问题,提出了一种有效的图像去雾方法.先将图像亮度分量进行小波变换;然后对该分量图像的低频部分利用大气散射简化模型进行反锐化掩蔽高通滤波,亮度分量图像的高频部分采用非线性变换提升后,进而将处理过的低频、高频部分进行小波反变换重构出新的亮度图像,再利用HIS反变换出初级去雾图像;最后采用...     

Science and technology of atmospheric effects on optical engineering:Progress in 3rd quinquennium of 21st century

Brief introduction with remarks is given for recent work in optical properties of turbulent and turbid atmospheres and their effects on optical engineering. Emphasis about turbulence investigation is paid on spatial structure characteristics of optical turbulence,turbulence profiling with lidar technology, and turbulence prediction based on mesoscale atmospheric model. Discussion of turbid atmosphere study is focused on light scattering by non-spherical aerosol particles, high resolution atmospheric transmittance from solar radiation measurement, total sky imaging with high spectral resolution, and the modulation transfer function of a turbid medium. Key points about light propagation through turbulence include non-Kolmogorov turbulence effects, probability distribution models of scintillation, and combined beam propagation. Atmospheric effects on quantum communication are discussed, and statistical characteristics of atmospheric effects on optical engineering are introduced.     

黄浦江原水混凝效果的影响因素试验研究

投加不同来源的聚合氯化铝,进行了一系列混凝烧杯实验,研究了铝盐形态分布、混凝剂剂量、水样pH值、初始浊度、水力条件对黄浦江水混凝效果的影响.实验结果表明,铝盐形态分布对混凝效果会产生一定影响,pH值对有机物含量高的原水有机物去除率影响显著,随着pH值的降低,COD_(Mn)去除率从22%上升到38%.当混凝剂达到一定浓度时,初始浊度在100~200 NTU之间的水样通过混凝均能获得比较高的浊度去除率,平均去除率约为99.4%,高浊度去除率并不代表COD_(Mn)去除率也高.