СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БАЛЛА ОБЛАЧНОСТИ Российский патент 2014 года по МПК G01W1/04 

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано для определения балла облачности.

Известен способ определения балла облачности [1, 2], заключающийся в получении бинарного изображения путем сравнения всех ячеек кадра полутонового изображения всего небосвода, получаемого с помощью инфракрасного радиометра в диапазоне 8-13 мкм, с некоторым пороговым значением энергетической яркости, разделяющим облака и безоблачное небо. Величина порогового значения при этом определяется с учетом минимального значения энергетической яркости кадра и предела изменения яркости безоблачного неба и зависит от угла визирования. Кроме того, требуется учитывать профиль температуры окружающей среды. Недостатком данного способа является сложность определения порогового значения бинаризации кадра, а также высокая стоимость изготовления и эксплуатации сканирующего инфракрасного радиометрического комплекса.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является исключение влияния высоты, типа и количества облачности и зенитного угла наблюдения на точность измерений, а также удешевление стоимости изготовления и эксплуатации регистрирующей аппаратуры и упрощение процесса определения общего балла облачности.

Технический результат - повышение достоверности и точности измерений и расширение функциональных возможностей метеорологических наблюдений.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что получают полутоновое изображение всего небосвода, которое преобразуют в бинарное несущее информацию о закрытых и незакрытых участках небосвода.

В отличие от известного, в предлагаемом способе получают цветное полутоновое изображение всего небосвода посредством цветного фотоприемника в видимой области спектра, которое преобразуют в бинарное следующим образом. Яркость каждой точки цветного изображения можно представить как:

Y=aR+bG+cB,

где Y - яркость точки,

R, G, В - красная, зеленая и синяя компоненты точки,

а, b, c - весовые коэффициенты.

Точке исходного изображения присваивают значение "синева неба", если значение ее синей компоненты сВ больше значения и красной компоненты aR и зеленой компоненты bG. Точке изображения присваивается значение "несинева неба", если значение ее синей компоненты сВ ниже, чем значение или красной компоненты aR или зеленой компоненты bG. Таким образом, формируют бинарное изображение, несущее информацию о закрытых и незакрытых участках всего небосвода. При этом общий балл облачности определяют как относительное количество точек бинарного изображения всего небосвода, которым присвоено значение "несинева неба".

Сравнение заявляемого способа с прототипом позволило установить соответствие их условию "новизна". При сравнении заявляемого способа с другими известными техническими решениями не выявлены сходные признаки, что позволяет сделать вывод о соответствии условию "изобретательский уровень".

Пример. Посредством телевизионной камеры, снабженной широкоугольным объективом с углом зрения, близким к 180° ("рыбий глаз"), получают цветное полутоновое изображение всего небосвода в цифровом формате. Затем анализируют яркость Y каждой точки изображения всего небосвода, описываемой формулой (1), и формируют бинарное изображение по следующей формуле:

Значение I_blue= 0 соответствует значению "несинева неба", а значение I_blue=1 значению "синева неба". В заключение определяют общий балл облачности как относительное количество точек изображения всего небосвода со значением "несинева неба".

Преимущество изобретения состоит в том, что точность измерения общего балла облачности не зависит от высоты, типа и количества облачности и зенитного угла наблюдения. Другим преимуществом изобретения является использование недорогой регистрирующей аппаратуры и несложный процесс определения общего балла облачности, что позволяет проводить измерения в режиме реального времени.

Использованные источники

1. Артюхов А.В., Третьяков Н.Д., Якименко И.В. "Определение балла и формы облачности на основе векторов признаков" // Математическая морфология. Электронный математический и медико-биологический журнал. Т.9. - Вып.2, 2010.

2. Устройство распознавания форм облачности: Патент на изобретение №2331853, Россия, G01J 3/06.

Изобретение относится к области метеорологии и касается способа определения общего балла облачности. Для определения общего балла облачности получают цветное полутоновое изображение всего небосвода в видимой области спектра и для всех точек изображения проводят сравнение значений цветовых компонент. Если значение синей компоненты больше значения и красной и зеленой компоненты, то точке присваивается значение «синева неба». Если значение синей компоненты меньше значения или красной или зеленой компоненты, то точке присваивается значение «несинева неба». Общий балл облачности определяется как относительное количество точек изображения, которым присвоено значение «несинева неба». Технический результат заключается в повышении достоверности и точности измерений.

Способ определения общего балла облачности, по которому получают полутоновое изображение всего небосвода, которое преобразуют в бинарное, несущее информацию о закрытых и незакрытых участках всего небосвода, отличающийся тем, что изображение всего небосвода получают цветным в видимой области спектра, а для получения бинарного изображения яркость каждой точки цветного изображения представляют согласно аддитивной модели синтеза света как:
Y=aR+bG+cB,
где Y - яркость точки,
R, G, В - красная, зеленая и синяя компоненты точки,
а, b, c - весовые коэффициенты;
при этом величину яркости точки изображения Y не учитывают, а сравнивают между собой цветовые компоненты точки, и если значение ее синей компоненты cB больше значения и красной aR и зеленой bG компоненты, то точке исходного изображения присваивают значение "синева неба", а если значение ее синей компоненты сВ ниже, чем значение или красной аR или зеленой bG компоненты, то точке изображения присваивается значение "несинева неба", при этом общий балл облачности определяют как относительное количество точек бинарного изображения всего небосвода, которым присвоено значение "несинева неба".