[發明專利]一種非均勻照明條件下的空間目標分割方法

有效

• 申請號: 201210593200.3
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103077517A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 張天序;朱虎;周鋼;林玉野;王華山;薛米生;朱生國;劉立
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 方放

技術領域

本發明屬于航天技術與數字圖像處理交叉領域，具體涉及一種空間非均勻照明條件下的空間目標分割方法。

背景技術

圖像分割技術是數字圖像處理技術中非常關鍵的技術。

空間目標在攝像機上的成像是非常特殊的，在沒有主動光照條件下，處于晨昏線上的空間目標所受到的光照主要來自如下三個方面：

(1)太陽光照經過大氣層，又經過地球表面反射后，再次經過大氣層達到空間目標；

(2)太陽光照沒有達到地球表面，直接穿透大氣層達到空間目標；

(3)太陽光照不經過大氣層，直接照射到空間目標。

和大氣層內環境不同，處于太空環境中的空間目標所接受的環境照射和地球反射光較為微弱，容易在空間目標表面造成不均勻照明，導致目標成像出現不完整輪廓，這給圖像分割造成了很大影響。此時，使用傳統的聚類分割算法在背景和目標亮度對比度低的情況下，不能很好地分離出目標中的暗區域；所以，需要根據空間目標光照條件特點，設計專門的空間目標分割算法。國內外學者對這類圖像分割進行了詳細的研究，并且取得了一定的理論和實際意義。如，樊佳、李迎春、孫華燕的“多視點空間目標識別方法研究”，見《裝備指揮技術學院學報》，2009年12月，第20卷第6期；劉智娟、劉智、羅代升的“光柵投影三維物體重建中的二值化方法研究”，見《四川大學學報(自然科學版)》，2005年10月，第42卷第5期；武媛媛、岳曉奎的“基于分水嶺算法的空間目標圖像分割方法”，見《計算機仿真》，2011年2月，第28卷第2期。國外在這方面的研究有：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).

上述研究成果都對這類特殊的問題提出了自己的解決方案，各個方案具有自己的算法特點，但是算法都存在計算復雜、運算量大、分割目標不完整和算法的適應性差等特點。

發明內容

本發明提供一種非均勻照明條件下的空間目標分割方法，解決在非均勻照明條件下現有方法存在的目標分割不全，分割算法相對復雜，計算速度慢以及算法的適應性差問題。

本發明所提供的一種非均勻照明條件下的空間目標分割方法，包括如下步驟：

(1)亮區提取步驟：對源圖像A采取最大類間方差分割閾值，分割出源圖像A中目標明亮區域，得到亮區圖像B；

(2)形態學膨脹步驟：對亮區圖像B進行形態學膨脹處理，得到膨脹圖像C；

(3)暗區定位步驟：將源圖像A和膨脹圖像C進行形態學與非運算，得到源圖像A的暗區圖像D；

(4)暗區分割步驟：對暗區圖像D采取最大類間方差分割閾值，分割出源圖像A中目標暗區域，得到暗區分割圖像E；

(5)目標分割步驟：將亮區圖像B和暗區分割圖像E做形態學或運算得到目標圖像F；對目標圖像F進行濾波處理，得到濾波圖像G，濾波圖像G包含空間目標的明暗兩部分。

所述的非均勻照明條件下的空間目標分割方法，其特征在于：

(1)亮區提取步驟，包括下述子步驟：

(1.1)計算w_j，0、w_j，1：