1 武汉科技大学 信息科学与工程学院,湖北 武汉 430081
2 武汉科技大学 教育部冶金自动化与检测技术工程研究中心,湖北 武汉 430081
针对非均匀光照图像存在局部过暗或过亮区域而导致图像对比度低、细节不清晰和可视化效果差的问题,提出了一种基于对称亮度映射和虚拟多曝光融合的图像增强方法。该方法通过颜色空间转换保留输入图像的色度和饱和度分量并分离出亮度分量进行增强。根据相机响应模型,采用图像信息熵和平均梯度最大化原则估计最优曝光比,设计了一种对称亮度映射函数用于虚拟生成对应的最优增强曝光图像和减弱曝光图像,从而与原始亮度分量一起组成具有不同曝光的图像序列,再使用带细节提升的多曝光融合方法对该图像序列重构即得到增强结果。实验结果表明,本文方法在7个公开数据集上的图像信息熵、平均梯度、图像对比度、颜色一致性评价指标均值分别为7.644,9.209,450.683,0.962,均优于对比方法,获得了动态范围高、对比度强、细节清晰和可视化效果好的增强结果。
非均匀光照 图像增强 亮度映射函数 多曝光融合 non-uniform illumination image enhancement brightness mapping function multi-exposure fusion
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210745
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
2 中国人民解放军总医院, 北京 100000
针对目前图像增强算法应对非均匀光照环境的局限性, 提出了一种同时保持低照度区域和正常照度区域细节信息的图像亮度均衡算法。算法利用像素相邻频率和位置关系生成光照滤波器, 有效分离图像光照信息和反射细节信息。通过光照阈值划分光照亮暗区域进行低照度亮度补偿, 从而均衡图像亮度。实验结果显示, 相对于经典 NPEA算法, 图像平均峰值信噪比提升 15.4%、平均增强度提升 245.0%、平均亮度阶差下降 25.4%。因此, 本文算法能够在保持不同照度区域的细节信息的同时均衡亮度, 获得较好的视觉效果。
图像增强 亮度均衡 非均匀光照 细节保持 image enhancement brightness equalization non-uniform illumination detail preserved
1 国网浙江省电力公司,杭州 310007
2 天津大学 电气与自动化工程学院 智能电网教育部重点实验室, 天津 300072
通过对太阳能电池串联电路的动态特性分析,建立了不均匀光照条件下多峰值出现的充要条件.基于串联电路的工作原理,建立了局部峰值点功率之间的数学关系,确定了最大功率点区间位置的动态判断系数.该方法可快速定位全局最大功率点所在区间,确定该区间的上下边界,将电导增量法的运行初值保持在该区间,能够使其快速准确跟踪到全局最大功率点.该方法利用较少计算和小区间搜索代替全局搜索,具有良好的快速性和准确性.同时该方法改善了区间搜索重启条件使其拥有较强的鲁棒性.
光伏系统 全局最大功率跟踪 最优初值 太阳能电池 全局最大功率区间 充要条件 不均匀光照 Photovoltaic system Global maximum power point tracking Optimal initial value Solar cell Global maximum power point tracking zone Sufficient and necessary condition Partial shading
军械工程学院 电子与光学工程系,河北 石家庄 050003
激光供能无人机(LPUAV)通过激光无线能量传输进行实时能量补给,大幅提升无人机续航时间。但激光束能量分布不均匀,导致光伏接收器效率低下。通过推导串并联光伏组件在不均匀光照条件下的输出方程,针对I-V、P-V曲线、光伏电池效率及组件整体效率进行对比研究,着重分析了串并联组件效率与光照不均匀度的关系及内在机理。研究表明,并联旁路二极管的串联组件在不均匀光照下存在多峰现象,且光伏电池易受影响而偏离最大功率点,导致组件整体效率降低,而并联组件受不均匀光照影响较小,但组件电压较低。其次搭建激光无线能量传输的实验装置,进行了不均匀激光辐照下激光无线能量传输的初步研究,并对比了串并联组件的输出特性。研究结果验证了通过优化电路连接方式以提高光伏接收器效率的可行性。
效率优化 光伏接收器 不均匀光照 电路连接 efficiency improvement photovoltaic receiver non-uniform illumination circuitry connection 红外与激光工程
2016, 45(3): 0306002
合肥工业大学计算机与信息学院, 安徽 合肥 230009
非均匀光照场景难以满足现有光照估计方法的单一先验假设,为此提出一种面向区域的非均匀光照估计方法。该方法考虑了Lambertian物体表面反射对光照估计的影响,并通过分析相似同质区域的物体表面反射,采用单实例支持向量机方法构建典型同质区域的区域光照模型。该方法通过获得同质区域的光照模型,有效改善了非均匀光照的估计准确性。实验表明在标准自然场景的数据库中,该光照估计方法优于当前的其他先进方法。
视觉光学 非均匀光照估计 颜色恒常性 色度空间 同质区域 单实例支持向量机
东北大学信息科学与工程学院,辽宁 沈阳 110004
针对不均匀光照条件下光伏阵列的MPPT跟踪控制问题,提出了基于粒子群的复合式MPPT控制算法。复合式PSO-MPPT控制算法包括离线寻优和在线寻优两个部分。离线寻优环节采用相邻粒子信息交换机制加强了在寻优过程中的收敛性以及对关键区域的搜索力度;在线寻优环节采用适应度模糊判断的方法解决了粒子群算法在线工作时扰动大、耗时长的问题。复合式PSO-MPPT控制算法将离线和在线的优化方法结合到一起,弥补了各自方法的不足。与传统的方法相比,所提出的方法具有更快的响应速度和更高寻优精度。最后通过Matlab仿真证明了所提出的算法可以实现在不均匀光照条件下的最大功率点跟踪。
最大功率点跟踪 粒子群优化 复合控制 不均匀光照 maximum power point tracking particle swarm optimization compound control non-uniform insolation 红外与激光工程
2015, 44(12): 3801