[发明专利]一种基于海浪理论的海面图像分割方法

权利要求书

1.一种基于海浪理论的海面图像分割方法，其特征在于：依据符合海浪理论的隶属度函数准确地对采集的图像进行区域划分，获得有效的海浪图像，具体步骤如下：

步骤1，读取原始图像数据，选定研究区域，对研究区域内图像做二维傅里叶变换，根据所得频谱的峰值确定主波波向；

步骤2，选取平行于主波波向的各个径向，找出其波峰和波谷的位置，再由相邻的波峰与波谷求出该径向包含的波浪的所有波长，然后对径向波长做直方图，得到该区域的波长分布；

步骤3，根据随机海浪理论建立海浪的波长的概率分布函数，将其作为海浪波长的理论隶属度函数；

步骤4，针对海浪波长的统计参数建立隶属度函数，将步骤2获得的海浪波长的统计参数代入建立的隶属度函数，计算隶属度值u；再从研究区域图像内选取多个海浪观测点数据代入理论函数中，求出理论值u₀，如果隶属度函数值uu₀，则选取的区域合理；否则，重新选取研究区域，并利用以上步骤判断其合理性；

所述的步骤3中建立的随机海浪波长的统计分布函数为：

式中，λ为波长，为平均波长，为平均波数，d为波高，

所述的步骤4中建立的隶属度函数为：

式中，U、V分别为波长隶属度矩阵和波浪观测点的聚类中心矩阵，是径向的第k个观测点属于第i类的海浪波长参数的隶属度值的m次方，而则是第k个观测点的x_k到第i类聚类中心点v_i距离的平方|x_k-v_i|²；

隶属度函数中和v_i的计算公式如下：

当J(U,V)取最小值时完成聚类，此时可根据所建立的隶属度函数来分析海浪观测点聚类的合理性，若u_ik＞u₀，则保留被验证观测点；反之则剔除上述观测点；

所述的海浪图像观测点的聚类判断变量，包括海浪波长、波长的均值及方差。