[发明专利]一种基于改进Criminisi算法的地基云图修复方法

权利要求书

1.一种基于改进Criminisi算法的地基云图修复方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：通过地基云图拍摄时间和设备所在位置经纬度，确定遮光带位置和镜头臂位置，包括以下步骤：

1)计算太阳赤纬角δ和计算太阳时角ω；

2)计算太阳方位角γ_s和天顶角θ_z；

3)根据太阳方位角γ_s和天顶角θ_z得到太阳位置，以此确定遮光带位置；

步骤2：对拍摄到的地基云图图像进行预处理，去除图像中周围建筑等的干扰，对遮光带区域和镜头臂区域置黑，标记为待修复区域；

步骤3：判断步骤2得到的待修复区域是否为空；如果是，输出修复结果，否则提取待修复区域边界；

步骤4：计算待修复区域和含有有效信息区域边界上所有待修复块的优先权，选取优先权最大的待修复块，优先对其进行修复；

步骤5：计算优先权最大的待修复块红蓝比均值；

步骤6：判断步骤5得到的红蓝比均值是否大于阈值；如果大于阈值，则计算含有有效信息区域各匹配块与待修复块的像素平方差和SSD，选择SSD最小的匹配块为最佳匹配块；如果小于阈值，则使用最近天空像素点进行复制作为最佳匹配块；

步骤7：使用最佳匹配块对待修复块进行赋值，更新待修复区域，返回步骤3。

2.针对权利要求1所述一种基于改进Criminisi算法的地基云图修复方法，其特征在于：步骤1中计算太阳赤纬角δ与太阳时角ω时，其公式描述如下：

ω＝15(t-2)

其中，N为一年中的日期顺序序号，从一年中的第一天(1月1日)开始计算，针对权利要求2所述太阳时角计算公式，其特征在于，N的取值范围为1-365，t表示基于24h记录的真太阳时信息。

3.针对权利要求1所述一种基于改进Criminisi算法的地基云图修复方法，其特征在于：步骤1中计算太阳方位角γ_s和天顶角θ_z时，其公式描述如下：

其中，为地基云图拍摄时设备所在位置的维度，δ为太阳赤纬角，ω为太阳时角。

4.针对权利要求1所述一种基于改进Criminisi算法的地基云图修复方法，其特征在于：步骤2中图像预处理后将图像尺寸统一归一化为415×415。

5.针对权利要求1所述一种基于改进Criminisi算法的地基云图修复方法，其特征在于：步骤4中计算各待修复块的优先权，改进的优先权函数公式描述如下：

P(p)＝RB(p)·(1+C(p)·D(p))

其中，RB(p)表示待修复块的红蓝比置信度项，C(p)表示置信度项，主要包括像素颜色信息，D(p)为数据项，表示当前块的等照线的强弱，其公式描述如下：

其中，q为图像待修复区域中像素点，Ψ_p为待修复块，p为待修复块的中心像素点，Φ为图像中含有有效信息的区域，rb(q)表示像素点q处的归一化红蓝比值，n_p为垂直于交界线的法向量，表示等照度线方向，a为归一化参数，针对权利要求5所述的优先权函数计算公式，其特征在于，a取值为255，rb(q)的公式描述如下：

其中，R(q)为像素点q的红色通道值，B(q)为像素点q的红色通道值。

6.针对权利要求1所述一种基于改进Criminisi算法的地基云图修复方法，其特征在于：步骤5中计算优先权最大的待修复块红蓝比均值，其公式描述如下：

7.针对权利要求1所述一种基于改进Criminisi算法的地基云图修复方法，其特征在于：步骤6中计算含有有效信息区域各匹配块与待修复块的SSD，其公式描述如下：

其中，R、G、B分别表示待修复块中像素点(i,j)的三个通道像素值，分别表示匹配块中像素点(i,j)的三个通道像素值，M为待修复块的大小。