[发明专利]线阵光学降水降雪测量系统中图像二值化方法

摘要

线阵光学降水降雪测量系统中粒子图像的二值化方法，采用可编程逻辑芯片FPGA和数字信号处理器DSP为核心控制模块，FPGA控制线阵时序完成图像数据的采集，DSP通过总线方式实时获取FPGA采集的图像数据，DSP完成数据的预处理和阈值计算及设置，同时控制整个系统的工作流程；首先，由DSP每半小时控制成像系统镜头关闭，阻隔平行光源发出的平行光，同时控制线阵图像传感器采集当前背景光强值以获取当前环境即相应的温度和湿度线阵图像传感器的底噪，统计计算每个像素点的平均噪声值；然后，开启镜头开关，以总线方式获取一个时间间隔内线阵图像传感器采集的数据,将每个像元的统计值乘以一比例系数得到每个像元的成像阈值。

主权项

线阵光学降水降雪测量系统中粒子图像的二值化方法，其特征是采用可编程逻辑芯片FPGA和数字信号处理器DSP为核心控制模块，FPGA控制线阵时序完成图像数据的采集，DSP通过总线方式实时获取FPGA采集的图像数据，DSP完成数据的预处理和阈值计算及设置，同时控制整个系统的工作流程；首先，由DSP每半小时控制成像系统镜头关闭，阻隔平行光源发出的平行光，同时控制线阵图像传感器采集当前背景光强值以获取当前环境即相应的温度和湿度线阵图像传感器的底噪，统计计算每个像素点的平均噪声值；然后，开启镜头开关，以总线方式获取一个时间间隔内线阵图像传感器采集的数据，对采集的数据统计得到每一个线阵图像传感器像元对光强响应的平均值，将每个像元的光强响应的统计值减去对应平均噪声值后乘以一比例系数得到每个像元的成像阈值，将每个像元的阈值通过总线写入到FPGA内的存储模块，供实时二值化模块调用；FPGA模块中二值化模块在同步时钟的触发控制下将每一帧数据的像元光强响应值和对应的存储器中的阈值数据进行比较，当相应像素光强响应值低于预先设置的成像阈值时，则认为该像元像素被完全遮挡，置为1，否则置为0，得到线阵图像传感器采集的每一帧线阵数据的二值化曲线即数据流。