[發明專利]采用外接矩形的氣象傳真圖像鋒線提取方法

無效

• 申請號: 201010256976.7
• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN101894373A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 潘海朗
• 申請（專利權）人: 潘海朗
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種采用外接矩形的氣象傳真圖像鋒線提取方法，用于氣象學，計算機視覺和模式識別等應用領域，在氣象預報、航海作業、海洋氣象、臺風分析、目標識別、圖像檢索等方面都有實際應用價值。屬于計算機視覺和氣象學領域。

背景技術

面對各種令人堪憂的氣象問題，氣象傳真圖已經成為氣象預報不可缺少的部分。然而氣象傳真圖里信息繁多，不利于分析及信息的融合。采用圖像處理技術可以把氣象傳真圖里鋒線、等壓線、等高線等重要信息提取出來，以便于分析及與其他信息的融合。研究解決這一課題，將為氣象預報提供新的參照工具。

在過去的幾十年中，氣象傳真圖像分析已經取得了一些成績。D.P.Mukherjee等采用模糊c-means分類算法來分割提供氣象信息的Sodar傳真圖像。De,?A.K.等提出了一種統一標準的方法讓使用者自由地選擇大范圍的圖像處理和模式識別技術，根據最近的SODAR模式邊界的幾何表示提取遠程探測氣象信息。Kramer,?G.等研究了Walsh和Haar變換編碼方法的適宜性來減少黑白氣象傳真圖像的冗余和不相干。Kawakita,?H.通過氣象衛星傳真圖像的處理系統來理解風向量海洋表面溫度、云高度等氣象數據。Youxin?Lu等通過計算圖像中像素幅值變化的標準偏差σ來評估接收的氣象傳真圖像的質量。Bradley,?S.G.等建立了氣象衛星圖像分析工具進行氣象學和大氣研究。廖木星等研究討論了適用于氣象傳真圖預處理中二值化方法和確定閾值的方法。這些研究都沒有開展氣象傳真圖像鋒線提取的工作。

發明內容

本發明的目的在于解決對氣象傳真圖像中關鍵信息進行歸類貯存的問題，提出一種采用外接矩形的氣象傳真圖像鋒線提取方法，該方法先提取鋒線上的三角形，再根據三角形位置和鋒線寬度提取鋒線。為實現這樣的目的，本發明的技術方案中，提出了一種新的外接矩形法提取鋒線上的三角形，再根據三角形位置和鋒線線段部分的寬度提取鋒線。首先，根據氣象傳真圖像中三角形區域的寬度大多在七或八個像素的特征，將圖像中三角形初步提取，并進行去除噪聲和腐蝕膨脹處理。然后采用Canny算子對每個獨立連通區域進行邊緣檢測，采用霍夫變換檢測直線方法提取獨立連通區域的邊緣直線，分別以每條邊緣直線為基準做外接矩形，再計算連通區域的像素面積，若該連通區域的像素面積與外接矩形的比值都近似等于0.5，則認定該連通區域為三角形。最后根據氣象傳真圖像中鋒線的兩個特征（1.鋒線線段部分的寬度都在三或四個像素；2.?鋒線線段部分和提取的三角形相連）提取等鋒線。

本發明的鋒線提取方法具體包括以下幾個步驟：?

1.氣象傳真圖像中三角形初步提取

根據氣象傳真圖像中三角形區域的寬度大多在七或八個像素（等高線以及海岸線的寬度大多只有一個像素、鋒線直線部分寬度都在三或四個像素）的特征，將圖中三角形初步提取，采用中值濾波方法去除噪聲和進行腐蝕膨脹處理。

2.采用外接矩形法提取三角形

采用Canny算子對每個獨立連通區域進行邊緣檢測，采用霍夫變換檢測直線方法提取獨立連通區域的邊緣直線，分別以每條邊緣直線為基準做外接矩形，再計算連通區域的像素面積，若該連通區域的像素面積與各個外接矩形的比值都近似等于0.5，則認定該連通區域為三角形。

3.提取鋒線

根據氣象傳真圖像中鋒線的兩個特征（1.鋒線線段部分的寬度都在三或四個像素，2.鋒線線段部分和提取的三角形相連）提取鋒線。

本發明方法簡單，實現容易，只需要外接三個矩形就可以有效地提取三角形。本發明方法適合于各種圖像中任意三角形的檢測。提取三角形和鋒線的方法簡單，降低了三角形檢測的計算復雜性。

附圖說明

圖1為氣象傳真圖原圖。

圖1中，線段上有三角形的粗線段為鋒線。

圖2為圖像中任意一個像素點與周圍像素點分布示意圖。

圖2中，點x為任意一個像素點，點q₁,q₂,q₃,q₄,q₅,q₆,q₇,q₈為點x周圍的八個像素點。

圖3為三角形和外接三個矩形示意圖。

圖3中，A，B，C為三角形的三個頂點，矩形BCDE為以直線BC為基準邊求得的外接矩形,矩形ACED為以直線AC為基準邊求得的外接矩形,矩形ABDE為以直線AB為基準邊求得的外接矩形。

圖4為本發明采用外接矩形提取三角形的實驗結果。