[发明专利]一种基于局部自适应阈值的船载雷达图像溢油监测方法

摘要

本发明公开了一种基于局部自适应阈值的船载雷达图像溢油监测方法，首先，本发明基于改进的Prewitt算子、鲁棒自适应阈值算法、线性内插方法，抑制原始雷达图像中的同频干扰噪声；再应用一种灰度强度校正矩阵模型，使整个图像平滑；之后，采用有限对比度自适应直方图均衡算法，提高了油膜内外区域的对比度；最后，应用改进的局部自适应阈值法与面积阈值法，得到平面直角坐标系统下的溢油区域监测结果图像，并投影变换到现实世界的极坐标系统下，从而得到溢油分布图像，最终实现了海上溢油实时监测。

主权项

1.一种基于局部自适应阈值的船载雷达图像溢油监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01：对船载雷达图像进行坐标系统变换，并进行抑制同频干扰噪声的预处理，包括以下步骤：步骤S11：对船载雷达图像进行坐标转换，从极坐标系统转换至平面直角坐标系统，得到平面直角坐标系统下的雷达图像，极坐标系统是以物体到原点的距离为极距、以方位角为幅角，平面直角系统以方位角为横轴、以距离为纵轴；步骤S12：对步骤S11中的平面直角坐标系统下的雷达图像，应用改进的Prewitt算子，进行卷积运算，增强图像中同频干扰噪声的特征，得到卷积图像；步骤S13：对步骤S12中的卷积图像，应用鲁棒自适应阈值法，进行二值化分割，得到二值化图像，从而提取同频干扰噪声；步骤S14：为了抑制同频干扰噪声，应用步骤S13中的二值化图像得到的同频干扰噪声位置，对步骤S11的平角直角坐标系统下的雷达图像进行线性内插降噪，从而剔除雷达图像中的同频干扰噪声，得到降噪后的图像；步骤S02：对步骤S14中的降噪后的图像进行海浪灰度强度平滑，从而平滑海浪灰度分布近强远弱的特征，得到平滑的雷达图像，包括以下步骤：步骤S21：对步骤S14中的降噪后的图像进行计算，得到灰度强度矫正图；步骤S22：为了对降噪后的图像进行平滑，将步骤S14中得到的降噪后的图像与步骤S21中得到的灰度强度矫正图进行减运算，从而平滑海浪灰度分布近强远弱的特征，得到灰度强度分布矫正图；步骤S03：对步骤S22中得到的灰度强度分布矫正图进行局部对比度增强，提高雷达图像中油膜内外区域的对比度，得到灰度强度对比度增强图；步骤S04：采用改进的局部自适应阈值方法，根据步骤S03中的灰度强度对比度增强图，对海上溢油进行识别，包括以下步骤：步骤S41：采用如下改进的局部自适应阈值法，根据步骤S03中的灰度强度对比度增强图，对海上溢油进行初步识别，得到平面直角坐标系统下的能区分溢油区域的初步识别图其中m是图像局部窗口中的平均灰度值，k是用户定义的参数，R是局部窗口内所有像素的灰度值标准偏差的动态范围，v是灰度图像局部窗口内的灰度值方差，T表示求得的图像局部窗口的油膜分割二值化阈值；步骤S42：对步骤S41中得到的平面直角坐标系统下的能区分溢油区域的初步识别图，采用面积阈值法，删除初步识别图中的斑点噪声，得到全量程的能区分溢油区域的斑点目标剔除图像；步骤S43：剔除步骤S42中得到的全量程的斑点目标剔除图像中预设量程以外的目标，得到预设量程内的能区分溢油区域的斑点目标剔除图像；步骤S44：将步骤S43中得到的预设量程内的能区分溢油区域的斑点目标剔除图像，用黑色标识叠加在步骤S14中得到预处理结果图像上，得到平面直角坐标系统下的溢油区域监测结果图像；步骤S45：将步骤S43中的平面直角坐标系统下的溢油区域监测结果图像投影变换为极坐标系统下的溢油区域监测结果图像，得到溢油分布图像。