Q＆A

Q：假如太阳是蓝色的,那么天空会是什么颜色？A：太阳可能是蓝色的吗？当然有可能,虽然太阳是一颗黄色的G型恒星,但比太阳质量大上20～60倍的恒星（B型或O型）的恒星就是蓝色的。不过无论恒星是什么颜色,我们看到的天空都会是蓝色的,这是为什么呢？1904年诺贝尔物理学奖获得者、英国物理学家瑞利勋     

太阳光和天空光的光谱测量分析

采用一种便携式小型光谱仪对天津市区太阳光和天空光在200～850nm波段进行光谱测量．分析了一天中不同时刻的太阳光谱的变化，比较了太阳光谱与相应天空光谱间的关系，同时还给出了不同天气情况下的天空光谱测量结果及相关理论分析，并对太阳光和天空光的颜色进行了色度计算．     

大气污染与天空的色彩

当今社会，污染是影响“可持续发展”的重要因素，人们防污染的意识正在加强。本文用统计和散射理论分析了色彩斑澜天空的成因及大气污染对天空色彩的影响并给出了一种演示方法     

瑞利的天空

天气晴朗的时候，走在开阔的旷野，比如草原或者海滩，微风习习，远远望去，蔚蓝的天空中飘浮着几朵白云，此情此景真的很惬意。暂时没机会去的话，可以闭目冥想，那也会让人觉得心胸开阔。再不行可以常常抬头望望天空，或者不时看看窗外，蓝天给人纯洁、宁静的感觉。之所以会有这样的景象，全是太阳光在大气中的散射所赐。     

鱼眼图像识别技术在太阳跟踪系统中的应用

通过对鱼眼镜头拍摄的全景天空图像HIS颜色模型的处理,采用球面模式实现对鱼眼图像的平面快速转换,提取符合太阳区域的轮廓形状特征、面积特征以及动态偏移特征的高亮度光斑区域,计算太阳区域重心实现对太阳位置的精确定位.     

神秘天象——写在天空的预言

1583年秋天的一个夜晚，伦敦的居民被天空中的一系列奇观惊呆了，从晚上八点到午夜，天空仿佛被燃烧的星云所点燃，出现了颜色如硫磺和鲜血的纹路，还有形状如箭如矛的光斑。     

宝光现象的真实感建模及绘制

提出了一种真实感模拟“峨眉宝光”这一现象的新方法.“峨眉宝光”是一种非常奇特瑰丽的自然奇观，在许多佛教圣地可以观察到.宝光现象主要是由于雾中或云中水滴的后向散射引起的.首先基于Mie散射理论，计算得到宝光环的光谱分布.对于宝光现象中的摄身光影，提出了一个新的阴影模型确定其变形后的形状及其模糊效果.考虑到太阳高度角、雾中和云中水滴的大小及分布等因素，精确计算得到了宝光环的形状及颜色.绘制时，采用了路径散射的方法.最后，将实验结果与实拍照片进行了比较，结果令人满意.     

结合天空分割修正的快速去雾方法

针对目前去雾算法对高亮天空区域处理不理想,以及去雾后的图像整体视觉效果较差的问题,提出一种结合天空区域分割修正的快速雾天图像复原方法.首先,对输入图像进行白平衡处理;其次,根据大气散射物理特性和光学成像特性对大气耗散函数做初始估计,判断是否存在天空区域,若存在天空区域,结合对比度增强调整,Otsu算法(大津法)分割出天空区域,修正天空区域的大气耗散函数;最后,由大气散射模型得到复原图像,并对复原图像做亮度调整.实验结果表明:该算法具有较强的场景适应能力,能很好地处理天空区域;复原图像具有较好视觉效果,而且执行速度更快.     

利用图像块数据库和纹理特征点的图像彩色化方法

针对颜色转移彩色化算法存在速度慢、效果不佳及人工干预性强等问题,提出一种新型的彩色化算法.首先从聚类分割后的各类区域彩色图像中提取矩形块,并计算图像块的颜色直方图和纹理特征;利用颜色直方图比较图像块的相似性,实现数据库的选择性录入;利用目标图像块与彩色图像块纹理特征点之间的欧氏距离比较,查找最佳匹配的图像块,进而实现目标图像的彩色化.通过建立树木、天空、沙滩和草地4类图像块数据库,实现基于数据库技术的免除人工干扰的图像彩色化.     

新型人工天空半球内表面亮度分布的理论

针对旧式人工天空半球内表面亮度分布不合理的现象，提出一种新型人工天空半球的构造方法，并从理论上加以论证。在新型人工天空半球内 ，用均匀扩散透射材料形成环形散射光源，从天顶到地平线依次贴上反光系数递减的材料，可使人工天空半球内表面亮度分布与全阴天的真空天空亮度分布一致。这对于改进现有人工天空半球的亮度分布，提高模型测量采光系数的真实性和准确性，以及模拟不同地区气候散射光环境都有实际意义。     

面向光伏发电功率预报的云层图像采集与分割研究

设计了一种跟踪太阳的机械装置,能够利用全景相机采集天空图像,并确保太阳在图像的中心区域,以获取更多更有效的云层信息。依据采集图像中白色云层与蓝色天空所含颜色分量的不同,提出一种基于颜色特征的云层检测方法,可以将云层从全景图像中分割出来,并对不同类型的云层进行处理。试验结果表明,设计的图像采集装置能有效获取太阳能电站区域的天空全景图像,设计的图像处理算法能有效分割云层区域,从而为后续的太阳能预报打下基础。     

基于三区域划分的单幅图像去雾算法

雾致退化给图像在监测监控、遥感航拍等领域的应用带来困难。针对现有去雾算法在天空区及交界处存在的问题,提出对图像进行天空、非天空及过渡三分区,并根据各区特点分别采用大尺度Retinex算法、暗通道先验去雾及两种算法结果加权融合的去雾算法框架。实验结果表明,算法较好地解决了天空区颜色紊乱、光斑等问题,去雾后的天空清晰平滑;过渡区在保持图像细节的情况下,克服了区域交界处的虚假边缘问题。与几种常见算法的对比实验结果显示,算法兼顾了不同区域的特点,去雾效果在整体上优于对比算法。     

为什么星星有不同的颜色

在晴朗的夜晚仰望天空,满天的星星调皮地向我们眨着眼睛。可是,我仔细观察后发现,同样都是星星,它们不仅亮度不同,就连颜色也不一样,有红色、蓝色、黄色、白色……这是为什么呢?A:天空中的星星分成恒星、行星、卫星等几种,其中只有恒星会自己发光,其他的星星只能反射恒星的光,它们的颜色要视其离恒星     

假如天空变成海洋

正假如天空变成海洋,世界会是什么样子?假如天空变成海洋,日出沧海、海上生明月将是无比的壮丽。金色的太阳光透过蔚蓝的海水,放射出彩虹一样的颜色。大地上的一切如高山、田野、草原、沙漠等都披上了绚丽的衣服,一切都是那么丰富多彩。晚上,月亮在波浪起伏的海面上飘啊飘,星星在海洋的深处闪啊闪,多么富有诗意啊!假如天空变成海洋,人们可以尽情欣赏海洋中奇形怪状的生     

基于像素级图像融合的单幅图像去雾算法

单幅图像去雾是计算机视觉领域的一个重要研究课题,基于图像融合思想,提出一种新的单幅图像去雾算法.首先计算大气光和中值暗原色先验的差值绝对值来判断有雾图像中是否含有明亮区域,获得对天空、白色建筑物等明亮区域透射率更精确的估计,并通过该透射率计算第一幅待融合图像;然后利用大气散射模型的一般形式,求解出第二幅待融合图像;最后,通过计算融合系数,将两幅去雾图像进行像素级融合,得到最终的去雾图像.该方法可以有效的改善天空区域颜色失真,去除Halo效应.实验结果表明,所提方法能较好的实现去雾,并保留图像细节和结构信息.     

栅的散射场研究

针对无限长金属圆柱所组成的栅对声波散射形成的散射场问题,在理论分析的基础上,对列出的散射方程编制了计算程序,又以栅的近场散射场为例作了计算,得到了散射场的若干规律。     

天空背景红外图像仿真

为了使天空背景辐射强度光谱分布最终生成红外探测器焦平面上背景辐射功率分布图像,需要对天空背景辐射各影响因素进行分析,建立准确的背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型。本文利用MODTRAN软件计算不同天候条件下的天空背景辐射强度光谱分布,建立了背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型,给出了天空背景在焦平面上的辐射功率计算方法,利用天空背景辐射功率分布生成其红外图像。最后编写了仿真软件,生成不同天候天空背景图像,并与红外热像仪拍摄的天空背景图像进行了比对,其变化趋势有较高的一致性。     

天空背景红外图像仿真

为了使天空背景辐射强度光谱分布最终生成红外探测器焦平面上背景辐射功率分布图像,需要对天空背景辐射各影响因素进行分析,建立准确的背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型.本文利用MODTRAN软件计算不同天候条件下的天空背景辐射强度光谱分布,建立了背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型,给出了天空背景在焦平面上的辐射功率计算方法,利用天空背景辐射功率分布生成其红外图像.最后编写了仿真软件,生成不同天候天空背景图像,并与红外热像仪拍摄的天空背景图像进行了比对,其变化趋势有较高的一致性.     

引导滤波在雾天图像清晰化中的应用

根据大气散射物理模型,分析并解决单幅图像去雾的关键问题,以消除雾气对室外机器视觉系统的影响.实验结果表明:利用引导滤波器的局部平滑特性估计大气光幕,可有效克服光晕效应和颜色过饱和现象;通过计算雾气最浓区域的平均值获取大气光强度值,可解决部分图像偏色问题;对复原的图像进行自适应增强处理,提高了图像的整体视觉效果.通过与多种典型的图像去雾算法的比较,说明该方法能更有效地消除图像中的雾气、真实复原场景的对比度和颜色,同时具有很快的执行速度,有利于算法的实时实现.     

3mm波段天空亮温的计算

依据建立的3mm波段晴空亮温理论模型,对晴空3mm天空亮温进行了理论和实验研究,提出了根据地面气候条件来求取天空亮温的简单实用方法．理论计算和实际测量结果的误差分析表明：3mm天空亮温的计算是正确的,用此计算值来进行金属目标辐射亮温估算是可行的,简化的理论算法完全满足工程应用的要求．