[发明专利]一种非均匀照明条件下的空间目标分割方法

说明书

技术领域

本发明属于航天技术与数字图像处理交叉领域，具体涉及一种空间非均匀照明条件下的空间目标分割方法。

背景技术

图像分割技术是数字图像处理技术中非常关键的技术。

空间目标在摄像机上的成像是非常特殊的，在没有主动光照条件下，处于晨昏线上的空间目标所受到的光照主要来自如下三个方面：

(1)太阳光照经过大气层，又经过地球表面反射后，再次经过大气层达到空间目标；

(2)太阳光照没有达到地球表面，直接穿透大气层达到空间目标；

(3)太阳光照不经过大气层，直接照射到空间目标。

和大气层内环境不同，处于太空环境中的空间目标所接受的环境照射和地球反射光较为微弱，容易在空间目标表面造成不均匀照明，导致目标成像出现不完整轮廓，这给图像分割造成了很大影响。此时，使用传统的聚类分割算法在背景和目标亮度对比度低的情况下，不能很好地分离出目标中的暗区域；所以，需要根据空间目标光照条件特点，设计专门的空间目标分割算法。国内外学者对这类图像分割进行了详细的研究，并且取得了一定的理论和实际意义。如，樊佳、李迎春、孙华燕的“多视点空间目标识别方法研究”，见《装备指挥技术学院学报》，2009年12月，第20卷第6期；刘智娟、刘智、罗代升的“光栅投影三维物体重建中的二值化方法研究”，见《四川大学学报(自然科学版)》，2005年10月，第42卷第5期；武媛媛、岳晓奎的“基于分水岭算法的空间目标图像分割方法”，见《计算机仿真》，2011年2月，第28卷第2期。国外在这方面的研究有：S.Chaudhui，Detection ofblood vessels inretinal images using two-dimensional matched filers，IEEE Trans.on MedicalImaging，1989，8(3)：263-269；Salzenstein，F.Fuzzy markov random fields versuschains for multispectral image segmentation.IEEE Transactions on PatternAnalysis and Machine Intelligence 28(11)(2006).

上述研究成果都对这类特殊的问题提出了自己的解决方案，各个方案具有自己的算法特点，但是算法都存在计算复杂、运算量大、分割目标不完整和算法的适应性差等特点。

发明内容

本发明提供一种非均匀照明条件下的空间目标分割方法，解决在非均匀照明条件下现有方法存在的目标分割不全，分割算法相对复杂，计算速度慢以及算法的适应性差问题。

本发明所提供的一种非均匀照明条件下的空间目标分割方法，包括如下步骤：

(1)亮区提取步骤：对源图像A采取最大类间方差分割阈值，分割出源图像A中目标明亮区域，得到亮区图像B；

(2)形态学膨胀步骤：对亮区图像B进行形态学膨胀处理，得到膨胀图像C；

(3)暗区定位步骤：将源图像A和膨胀图像C进行形态学与非运算，得到源图像A的暗区图像D；

(4)暗区分割步骤：对暗区图像D采取最大类间方差分割阈值，分割出源图像A中目标暗区域，得到暗区分割图像E；

(5)目标分割步骤：将亮区图像B和暗区分割图像E做形态学或运算得到目标图像F；对目标图像F进行滤波处理，得到滤波图像G，滤波图像G包含空间目标的明暗两部分。

所述的非均匀照明条件下的空间目标分割方法，其特征在于：

(1)亮区提取步骤，包括下述子步骤：

(1.1)计算w_j，0、w_j，1：