基于计算机视觉的降水类型自动识别方法与系统研究

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1、多参京)卜夕l瘪迭专业硕士学位论文基于计算机视觉的降水类型自动识别方法与系统研究ResearchontheAutomaticClassificationMethodandSystemofPrecipitationImageBasedonComputerVision作者：王璐导师：李清勇北京交通大学2013年6月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以

2、供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：王碍龟签字日期：20侈年‘月西日⋯名：撼恿签字日期：祧年∥月孑面中图分类号：TP391．4UDC：004．8学校代码：10004密级：公开北京交通大学专业硕士学位论文基于计算机视觉的降水类型自动识别方法与系统研究ResearchontheAutomaticClassificationMethodandSystemofPrecipitationImageBasedonComputerVis

3、ion作者姓名：王璐导师姓名：李清勇学号：11125121职称：副教授专业学位：计算机技术学位级别：硕士北京交通大学2013年6月致谢本论文的工作是在我的导师李清勇副教授的悉心指导下完成的，李清勇副教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年米李清勇副对我的关心和指导。李清勇副教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，对于我的科研上作和论文都提出了许多的宝贵意见，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向李清勇副表示衷心的谢意。中国气象科学研究院的马颖老师和卞真稳同学提供了

4、宝贵的气象数据，在此表示衷心的感谢。另外也感谢我的父母，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。jg塞窒适太一．．堂．童．些．亟±堂僮途塞擅．墨摘要降水是调节地球水资源的重要环节，影响着全球的气候变化，降水观测为降水的研究提供了重要数据，其中降水类型的识别是降水观测的重要内容。随着摄影设备的发展，国内外已经装备了一些降水图像的采集设备，不过采集来的数据庞大，目前仍然只能靠人工浏览降水图像，对降水图像进行分类，这样效率低下，耗费巨大人力。因此急需开发一种基于计算机视觉的降水粒子自动识别系统，处理庞大的降

5、水图像，以满足降水类型识别的需求。本文借鉴计算机视觉和模式分类的原理，设计了降水粒子快速检测算法，研究降水图像中各个降水粒子的特征及其抽取方法，最终选取了5组特征训练降水图像分类器。本文的主要工作包括：(1)为了满足降水图像实时检测的需求，本文首先设计了降水粒子快速检测算法，该算法可以检测出降水图像中是否包含降水粒子，满足了实时性的要求，同时准确率非常高；(2)本文借鉴了最大稳定极值区域(Maximallystableextremalregions)算法的区域检测技术，用该算法完成了降水图像的二值化工作，然后

6、在二值化图像中分割单个的降水粒子；(3)设计了针对降水粒子的5组特征，训练了降水图像分类器，这s组特征包括：几何特征、降水粒子轮廓的傅里叶变换描述子、不变矩、归一化的灰度直方图、采集时间；分类器选择的是基于决策树的Adaboost和随机森林。设计并实现了整个识别系统，识别准确率接近90％。关键词：降水类型识别：最大稳定极值区域；Adaboost：随机森林；分类号：TP391．4j量．立交道太堂童些亟±．堂僮．迨塞垒垦SIB△．．￡工ABSTRACTItiswidelyacknowledgebyscholars

7、thatprecipitationisthekeypointtoadjustglobalwaterresourcestherebyinfluencingtheclimateoftheentireworld．Someequipmentforcollectingprecipitationimageshasappearedalongwiththedevelopmentofphotographictechnology．However,thedatacollectedbytheequipmentistoolargeto

8、classify,andtheclassificationoftheprecipitationimagesareusuallydonebymanualworks．Obvious,suchprocedureisinefficientandthusweneedtodevelopanautomaticsystembasedoncomputervisiontoidentifyprecipitationpar