[发明专利]基于弱方向梯度的水下信号灯定位方法

权利要求书

1.基于弱方向梯度的水下信号灯定位方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：获取海域灰度图像；

步骤二：获取海域灰度图像的梯度图；

步骤三：在梯度图像所在的二维平面上选定两个相互正交的方向，然后计算梯度图像中每个像素在这两个方向上的梯度数值，选择两个方向上的梯度数值中较小的梯度数值即为弱方向梯度，利用梯度图像中所有像素对应的弱方向梯度构成弱方向梯度图；

步骤四：针对海域灰度图像采用平均灰度值反向二值化定位得到低灰度物体所在区域，然后对低灰度物体所在区域进行膨胀形态学处理，得到低灰度物体区域膨胀图；

步骤五：记录低灰度物体区域膨胀图中数值为1的像素值位置信息，然后根据该位置信息将弱方向梯度图中对应的像素置零，得到部分置零弱方向梯度图；

步骤六：计算部分置零弱方向梯度图中所有不为零的像素的平均值，并以该平均值为阈值对部分置零弱方向梯度图进行二值化处理，得到连通域；

步骤七：将连通域中面积小于海域灰度图像万分之五的连通域中的像素置零；

步骤八：将步骤七中剩余的连通域逐个填充孔洞并适度平滑边缘，形成一个新连通域，新连通域的几何中心行列数即为信号灯坐标。

2.根据权利要求1所述的基于弱方向梯度的水下信号灯定位方法，其特征在于所述梯度图通过中值差分法得到。

3.根据权利要求2所述的基于弱方向梯度的水下信号灯定位方法，其特征在于所述中值差分法表示为：

I_GRC(r,c)＝I_GR(r,c)+I_GC(r,c)

其中，r和c分别为行列号，I_GR(r,c)为像素点I(r,c)在行方向上的梯度值，I_GC(r,c)为像素点I(r,c)在列方向上的梯度值，I(r,c)为图像I中的一个像素点。

4.根据权利要求3所述的基于弱方向梯度的水下信号灯定位方法，其特征在于所述I_GR(r,c)表示为：

其中，N_R和N_c分别为原始图像的行数和列数。

5.根据权利要求3所述的基于弱方向梯度的水下信号灯定位方法，其特征在于所述I_GC(r,c)表示为：

其中，N_R和N_c分别为原始图像的行数和列数。

6.根据权利要求4或5所述的基于弱方向梯度的水下信号灯定位方法，其特征在于所述弱方向梯度表示为：

7.根据权利要求4或5所述的基于弱方向梯度的水下信号灯定位方法，其特征在于所述海域灰度图像通过光学传感器得到。