專利名稱：一種自動檢測結(jié)露的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬圖像處理和氣象觀測交叉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以戶外載玻片圖像序列為對象，自動檢測結(jié)露的圖像處理方法。
背景技術(shù)：
露的觀測是地面氣象觀測的一項重要內(nèi)容。在《地面氣象觀測規(guī)范》(標(biāo)準(zhǔn)編號 QX/T 46-2007)中，對結(jié)露這一現(xiàn)象的定義是露是水汽在地面及近地面物體上凝結(jié)而成的水珠。長期以來露的觀測和記錄都是通過觀測員人工觀測和記錄。觀測員觀測是否結(jié)露首先通過眼睛觀察近地面的物體，主要是貼近地面的草葉上是否有明顯的水珠，如果有則表明發(fā)生了結(jié)露；當(dāng)眼睛觀察不到明顯水珠的時候，通常還會用手捋一下草葉，看手是否被打濕，打濕則表明發(fā)生了結(jié)露。這種觀測員人工觀測的方式存在著主觀隨意性，所以容易出現(xiàn)錯記和漏記。錯記的含義是本來沒有結(jié)露但是觀測員認(rèn)為出現(xiàn)了結(jié)露，這種情況的出現(xiàn)比較常見的一個原因是植物吐水現(xiàn)象，因為植物吐水和結(jié)露都表現(xiàn)為植物的葉面出現(xiàn)水珠。漏記的含義是已經(jīng)結(jié)露了，但是觀測員沒有觀測到，這種情況通常有兩種原因造成，一種是因為觀測員觀測的時刻錯過了結(jié)露的時刻，另一種原因是冬季的時候先出現(xiàn)了結(jié)露現(xiàn)象，而后不久露珠凍結(jié)成霜，那么觀測員再來觀測的時候就只能觀測到結(jié)霜而漏掉了結(jié)露。另一方面，因為結(jié)露通常出現(xiàn)在夜間或者凌晨，所以人工觀測結(jié)露現(xiàn)象的觀測員的工作強(qiáng)度很大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服人工觀測結(jié)露的這些問題，本發(fā)明提出了一種自動檢測結(jié)露的方法，基于戶外載玻片圖像序列，采用圖像處理方法對圖像序列進(jìn)行處理來實(shí)現(xiàn)自動檢測結(jié)露。該方法能準(zhǔn)確地檢測到結(jié)露的時間，并且操作簡便，工作效率高。本發(fā)明通過圖像處理的方法，通過檢測戶外載玻片圖像序列來判斷是否結(jié)露。戶外載玻片圖像包含1個或多個載玻片，載玻片的特點(diǎn)是一半為毛玻璃，一半為光玻璃，載玻片放置在戶外離地面較近的地方。對這固定在戶外的載玻片間隔固定的時間連續(xù)拍攝就得到了戶外載玻片圖像序列。當(dāng)結(jié)露出現(xiàn)時，毛玻璃也會凝結(jié)水珠，使得毛玻璃的透明度提高。為了準(zhǔn)確檢測出這種變化，本發(fā)明通過手工標(biāo)記載玻片分界線和下底邊、計算歸一化差值特征，檢測歸一化差值特征隨時間的變化這幾個步驟來實(shí)現(xiàn)。具體方案如下一種自動檢測結(jié)露的方法，利用對設(shè)置在戶外的載玻片的圖像序列Ii的處理，檢測出是否結(jié)露及結(jié)露的時刻，其中，所述圖像序列Ii由每隔固定時間采集到的載玻片圖像而組成，所述載玻片有多個，由呈四邊形的毛玻璃和呈四邊形的光玻璃組成，i是正整數(shù)，i =1，2，L，N，N為圖像幀數(shù)，該方法具體步驟如下
(1)對圖像序列Ii中的第1幀圖像I1，標(biāo)記圖像I1中各載玻片的毛玻璃和光玻璃的分界線，以及與分界線相對的毛玻璃邊界線，標(biāo)記的分界線記為 UW.A(W^2))，標(biāo)記的毛玻璃邊界線記為‘{(、，>^)，(\，2， 2)}， 其中，m表示分界線，b表示毛玻璃邊界線，k=l，2，L，M，M為載玻片個數(shù)， C^t,^JV1),C^,2，、,2)分別為分界線兩端點(diǎn)，O^1，凡^)，(\，2，凡ρ)分別為毛玻璃邊界線兩端點(diǎn)；(2)對于圖像序列中的任意第t幀圖像It中的M個載玻片區(qū)域，分別根據(jù)下式計算出各區(qū)域的歸一化差值
權(quán)利要求
1.一種自動檢測結(jié)露的方法，利用對設(shè)置在戶外的載玻片的圖像序列Ii的處理，檢測出是否結(jié)露及結(jié)露的時刻，其中，所述圖像序列Ii由每隔固定時間采集到的載玻片圖像而組成，所述載玻片有多個，均由呈四邊形的毛玻璃和呈四邊形的光玻璃組成，i是正整數(shù)，i =1，2，L，N，N為圖像幀數(shù)，該方法具體步驟如下(1)對圖像序列Ii中的第1幀圖像I1，標(biāo)記圖像I1中各載玻片的毛玻璃和光玻璃的分界線，以及與分界線相對的毛玻璃邊界線，標(biāo)記的分界線記為 U W.A(W^2))，標(biāo)記的毛玻璃邊界線記為‘{(、，>^)，(\，2， 2)}， 其中，m表示分界線，b表示毛玻璃邊界線，k=l，2，L，M，M為載玻片個數(shù)， C^t,^JV1),C^,2，、,2)分別為分界線兩端點(diǎn)，O^1，凡^)，(\，2，凡4，2)分別為毛玻璃邊界線兩端點(diǎn)；(2)對于圖像序列中的任意第t幀圖像It中的M個載玻片區(qū)域，分別根據(jù)下式計算出各區(qū)域的歸一化差值
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述四邊形區(qū)域Ak的4個頂點(diǎn)坐標(biāo)為
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述四邊形區(qū)域Bk的4個頂點(diǎn)坐標(biāo)為
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述各載玻片的毛玻璃和光玻璃均為矩形，毛玻璃位于光玻璃下方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動檢測結(jié)露的方法，利用對設(shè)置在戶外的多個載玻片的圖像序列Ii的處理，檢測出是否結(jié)露及結(jié)露的時刻，其中，所述圖像序列Ii由每隔一定時間采集一次所述多個載玻片的圖像而組成，所述載玻片由呈四邊形的毛玻璃和呈四邊形的光玻璃組成，i是正整數(shù)，i＝1，2，L，N，N為圖像幀數(shù)。本發(fā)明能夠自動檢測結(jié)露現(xiàn)象是否發(fā)生，并且檢測出結(jié)露發(fā)生的時刻，檢測過程中除了初始手工標(biāo)記外，不需要人工干預(yù)，自動化程度高；能夠?qū)崟r檢測是否結(jié)露。本發(fā)明的方法適用范圍廣，可以適用于不同地區(qū)、不同季節(jié)的結(jié)露檢測。
文檔編號G06T7/00GK102162862SQ20101059244
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者卓問, 曹治國, 朱磊, 馬舒慶 申請人:華中科技大學(xué)