全天空云图图像复原算法-论文.pdf

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1、第26卷第6期计算机辅助设计与图形学学报VoL26No.62014年6月JournalofComputer—AidedDesign&ComputerGraphicsJune2014全天空云图图像复原算法朱想,周海,丁杰,陈志宝,丁宇宇(中国电力科学研究院新能源研究所气象应用技术研究室南京210003)(zhuxiang@epri.sgcc.tom.cn)摘要:在使用全天空成像仪对天空进行观测时,由于该设备结构的特点导致采集的云图信息缺失和图形球面畸变,使全天空观测产生误差,为此提出一种全天空云图图像复原算法.针对地基云图的噪声和畸变特点,利用双线性插值收缩图

2、像修复算法对地基云图中固定区域噪声进行复原;然后提出云图遮光带运动预测插值算法和改进型统计扇形插值云图畸变矫正算法,对云图中的遮光带和球面畸变进行图像复原,最终完成对地基云图的修复.实验结果表明,该算法具有普适性,可以更好地复原云图所携带的天空信息.关键词:云图修复;全天空成像仪;畸变校正;云运动预测中圈法分类号:TP391All—SkyCloudMapImageRestorationAlgorithmResearchZhuXiang,ZhouHai,DingJie,ChengZhibao,andDingYuyu(MeteorologicalApplicat

3、ionTechnologyResearchDivision,RenewableEnergyDepartment,ChinaElectricPowerResearchInstituteNanjing210003)Abstract:Informationlossandsphericalaberrationsaremainproblemsintheutilizationoftotal—skyimagercloudimage.Inthispaper,anefficientimageinpaintingdownscalingalgorithmbasedonbiline

4、arinterpolationisproposedfornoiserecoveryinfixedareasofcloudimages.Inaddition,acloudshadingmotionforecastingalgorithmandanimprovedstatistica1faninterpolatedcontoursdistortioncorrectionalgorithmareinvestigatedfortherestorationofcloudshadingbandsandsphericalaberration.Thecombinationo

5、ftheproposedmethodscanproducereasonablefoundationcloudimagerestorationandinformationrecovery.Experimentalresultsshowthatthealgorithmisuniversalandcanbetterrecovercloudimageinformation.Keywords:cloudimagerestoration;total—skyimager;distortioncorrection;cloudmovementprediction全天空地基云图

6、是通过特定的拍摄设备对天空理是通过CCD镜头向下观测一个半球型旋镜,捕捉进行拍摄所获取的图像文件.全天空成像仪(total—从天空反射到镜上的图像;在球面镜上方有一条遮skyimager,TSI)TSI一880是美国YankeeEnviron—光带随太阳的运动而转动,用于避免阳光直射入镜mentalSystems公司研制的自动、全彩色天空成像头,起到保护TSI的作用.TSI一880的分辨率为352×系统,能够满足各种天气条件下对局地天空的观测228像素,采样频率最大为30s/张,输出文件为24bit需要.图1所示为TSI一880的外观,该设备的工作原JPEG

7、图像,通过网络服务器实时显示.收稿日期:2013—04—23;修回日期:2013—07—09.基金项目:国家“八六三”高技术研究发展计划(2011AA05A104);国家电网科技项目(SG11021);中国电力科学研究院科技创新基金(YN83—14—006).朱想(1986一),男,硕士,主要研究方向为数字图像处理、计算机体系结构、新能源预测系统;周海(1975一),男,硕士,高级工程师,主要研究方向为新能源发电功率预测技术;丁杰(1962一),男,硕士,研究员级高工,主要研究方向为新能源发电及接入技术;陈志宝(1984一),男,硕士,主要研究方向为数字图像

8、处理、新能源光伏预测模型;丁字字(1984一),男,

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