全天相机云图去噪算法的研究
发布时间：2021-08-01 18:44
全天相机云图在天文观测领域具有重要价值,但云图所含噪声会造成不良影响。先后分析了星光噪声、月光噪声、日光噪声、雷电噪声、反光噪声和特殊噪声等对云图的影响,并总结出不同类型噪声的分布、区域大小等特点,最后结合与云层的相对位置关系提出了边界阈值法、时间轴法、反比例线性变换等8种图像处理去噪算法,并形成一个完整的去噪系统。通过实验对不同的算法加以比较,得出不同噪声情况下的最佳去噪方案。实验结果表明,该系统可以有效去除常见噪声,基本保持云层和天空的信息完整性,可简单便捷地实现云图去噪。
【文章来源】：天文研究与技术. 2020,17(01)CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
(a) 星光噪声原图;(b) 中值滤波结果图;(c) 时间轴背景图;(d) 时间轴结果图
日光噪声的分布、位置、出现方式、云层对去噪算法的影响等特点与月光噪声非常相似。故可用月光去噪算法去除日光噪声。但日光噪声像素点更大,灰度值更高,很难完整去除日光噪声,针对这一特性提出一种新的去噪算法——密集时间轴法。密集时间轴法是在时间轴法的基础上改进的。由于日光像素点较大,可选择30 min内的5～6张云图实现日光噪声的去除。将原图遍历像素点灰度值与其余背景图进行比较,当满足
通过对实验结果的 “去噪完整性”、 “云层天空信息完整性” 两方面进行分析发现,通过去噪系统的云图多数可以基本除去噪声;去噪效果不好的情况中,部分是因为存在特殊噪声,其余均为反光噪声难以完全去除。这说明目前的反光噪声去除方法还有待改善,在今后的研究中应将如何去除反光噪声作为重点。同时,该算法可以基本保持云层和天空信息的完整性。实验中有20张效果较差的云图,通过观察分析发现均为将云层误识别为反光噪声,因此如何有效区分反光噪声与云层仍需进一步探索。若要更加有效地去除噪声,应该结合实际情况选择更适合的去噪算法。表3 交互式多类型噪声去除系统去噪效果Table 3 Denoising effect of interactive multi-type noise removal system Denoising effect/piece Denoising integrity Cloud and sky information integrity Good 115 141 Medium 74 19 Bad 11 20 Total 200 200
【参考文献】：
期刊论文
[1]红外卫星云图和相关向量机的有眼热带气旋客观定强模型[J]. 戴李杰,张长江,薛利成,马雷鸣,鲁小琴. 遥感学报. 2018(04)
[2]一种全天相机云图的自动处理方法[J]. 魏诗雅,邱波,曹子皇,范晓东,刘园园,穆永欢. 天文研究与技术. 2019(01)
[3]丽江天文观测站全天相机介绍[J]. 彭焕文,辛玉新,和寿圣,王传军,伦宝利,范玉峰. 天文研究与技术. 2015(01)
[4]基于红外实时阈值的全天空云量观测[J]. 胡树贞,马舒庆,陶法,乔晓燕,张春波. 应用气象学报. 2013(02)
[5]基于DCT过完备字典和MOD算法的图像去噪方法[J]. 杨俊,谢勤岚. 计算机与数字工程. 2012(05)
[6]FY-2卫星数字云图的细网格定量处理[J]. 洪毅,李玉柱,陈智源,朱明. 浙江气象. 2008(01)
硕士论文
[1]基于多尺度几何分析的卫星云图融合方法及对台风中心定位的影响[D]. 陈源.浙江师范大学 2014
本文编号：3316051
【文章来源】：天文研究与技术. 2020,17(01)CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
(a) 星光噪声原图;(b) 中值滤波结果图;(c) 时间轴背景图;(d) 时间轴结果图
日光噪声的分布、位置、出现方式、云层对去噪算法的影响等特点与月光噪声非常相似。故可用月光去噪算法去除日光噪声。但日光噪声像素点更大,灰度值更高,很难完整去除日光噪声,针对这一特性提出一种新的去噪算法——密集时间轴法。密集时间轴法是在时间轴法的基础上改进的。由于日光像素点较大,可选择30 min内的5～6张云图实现日光噪声的去除。将原图遍历像素点灰度值与其余背景图进行比较,当满足
通过对实验结果的 “去噪完整性”、 “云层天空信息完整性” 两方面进行分析发现,通过去噪系统的云图多数可以基本除去噪声;去噪效果不好的情况中,部分是因为存在特殊噪声,其余均为反光噪声难以完全去除。这说明目前的反光噪声去除方法还有待改善,在今后的研究中应将如何去除反光噪声作为重点。同时,该算法可以基本保持云层和天空信息的完整性。实验中有20张效果较差的云图,通过观察分析发现均为将云层误识别为反光噪声,因此如何有效区分反光噪声与云层仍需进一步探索。若要更加有效地去除噪声,应该结合实际情况选择更适合的去噪算法。表3 交互式多类型噪声去除系统去噪效果Table 3 Denoising effect of interactive multi-type noise removal system Denoising effect/piece Denoising integrity Cloud and sky information integrity Good 115 141 Medium 74 19 Bad 11 20 Total 200 200
【参考文献】：
期刊论文
[1]红外卫星云图和相关向量机的有眼热带气旋客观定强模型[J]. 戴李杰,张长江,薛利成,马雷鸣,鲁小琴. 遥感学报. 2018(04)
[2]一种全天相机云图的自动处理方法[J]. 魏诗雅,邱波,曹子皇,范晓东,刘园园,穆永欢. 天文研究与技术. 2019(01)
[3]丽江天文观测站全天相机介绍[J]. 彭焕文,辛玉新,和寿圣,王传军,伦宝利,范玉峰. 天文研究与技术. 2015(01)
[4]基于红外实时阈值的全天空云量观测[J]. 胡树贞,马舒庆,陶法,乔晓燕,张春波. 应用气象学报. 2013(02)
[5]基于DCT过完备字典和MOD算法的图像去噪方法[J]. 杨俊,谢勤岚. 计算机与数字工程. 2012(05)
[6]FY-2卫星数字云图的细网格定量处理[J]. 洪毅,李玉柱,陈智源,朱明. 浙江气象. 2008(01)
硕士论文
[1]基于多尺度几何分析的卫星云图融合方法及对台风中心定位的影响[D]. 陈源.浙江师范大学 2014
本文编号：3316051
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/tianwen/3316051.html
