[發(fā)明專利]基于閾值分割的非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像增強方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410215926.2
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN104008528A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范新南;史朋飛;巫鵬;馬金祥;謝迎娟;張卓
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于閾值分割的非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像增強方法，其特征在于，包括：

步驟一：讀入一幅非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像；

步驟二：將步驟一中讀入的非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像轉(zhuǎn)換為原始灰度圖像；

步驟三：從灰度圖像中擬合出光照強弱分布圖，根據(jù)光照強弱分布圖將原始灰度圖像劃分為若干像素帶；

步驟四：設(shè)置閥值，根據(jù)閥值將像素帶合并為偏亮區(qū)域、正常區(qū)域和偏暗區(qū)域；

步驟五：選取正常區(qū)域，計算目標(biāo)參數(shù)；

步驟六：根據(jù)目標(biāo)參數(shù)，對每個像素帶進行勻光處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像增強方法，其特征在于，所述步驟四包括：設(shè)置0～1之間的兩個閾值a和閥值b，設(shè)置[0,a)之間的像素帶為偏暗區(qū)域，[a,b)之間的像素帶為正常區(qū)域，[b,1]之間的像素帶為偏亮區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像增強方法，其特征在于，所述目標(biāo)參數(shù)包括正常區(qū)域灰度值的標(biāo)準(zhǔn)差和均值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像增強方法，其特征在于，所述步驟三包括：

步驟3a：建立濾波掩膜，所述濾波掩膜為其中m表示矩形掩膜的行數(shù)，n表示矩形掩膜的列數(shù)；

步驟3b：擬合光照強弱分布圖，在圖像中逐點移動濾波掩膜X(m,n)的中心,在原始灰度圖中每個點(x,y)處，濾波器在該點處的響應(yīng)是濾波掩膜所限定的響應(yīng)鄰域像素與濾波器系數(shù)的乘積結(jié)果的累加，滑動濾波掩模實現(xiàn)圖像的模糊處理，擬合出光照強弱分布圖；當(dāng)模板超出圖像邊界時，通過復(fù)制圖像邊界值來擴展；

步驟3c：劃分像素帶，根據(jù)步驟3a中擬合的光照強弱分布圖的灰度值，統(tǒng)計在各灰度值內(nèi)的像素點數(shù)量pi，根據(jù)灰度值從小到大依次累加像素點數(shù)量，當(dāng)像素點總數(shù)量A超過閾值d時，其中d=原始圖像像素總數(shù)/300，將原始圖像中在此灰度值下的像素點合并為一個像素帶，并將像素點總量A清空，再重復(fù)累加合并的過程，直到遍歷所有像素點。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像增強方法，其特征在于，所述均值為標(biāo)準(zhǔn)差為其中N表示在所在區(qū)域中的像素點總數(shù)，I_i表示所在區(qū)域中第i個像素點的灰度值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像增強方法，其特征在于，所述步驟六為：以目標(biāo)參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，使用基于改進仿射陰影構(gòu)成模型的勻光公式對原始灰度圖的每個像素帶進行勻光處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像增強方法，其特征在于，所述步驟六包括：

步驟6a:包括對光照偏亮區(qū)域、偏暗區(qū)域、正常區(qū)域進行勻光處理；其中對偏亮區(qū)域和偏暗區(qū)域的勻光處理是分別將偏亮區(qū)域和偏暗區(qū)域作為問題區(qū)域，以勻光的目標(biāo)參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，對問題區(qū)域進行勻光處理；對光照正常區(qū)域的處理，是為了去除由于勻光處理造成偏亮區(qū)域、偏暗區(qū)域與正常區(qū)域之間亮度的不平滑過渡；

步驟6a:基于改進仿射陰影構(gòu)成模型的勻光處理是將問題區(qū)域的像素點灰度值I^problem(x)去除問題區(qū)域平均光照μ^problem，得到表示紋理特征的α^problem(x)=I^problem(x)-μ^problem，根據(jù)正常區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)差σ^normal與問題區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)差σ^problem的比例關(guān)系，估計正常區(qū)域與問題區(qū)域的紋理之間的關(guān)系利用β將問題區(qū)域的紋理對比度拉升或壓縮到正常區(qū)域水平，再補償上正常區(qū)域的光照均值μ^normal，得到修復(fù)后的像素點灰度值I^fixed(x)＝μ^normal+β·α^problem(x)，實現(xiàn)問題區(qū)域的修復(fù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像增強方法，其特征在于，所述對正常區(qū)域的處理步驟為：將正常區(qū)域的每個像素帶作為問題區(qū)域，以勻光的目標(biāo)參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，對問題區(qū)域使用勻光處理，從而實現(xiàn)正常區(qū)域的勻光處理。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于閾值分割的非均勻光場水下目標(biāo)探測圖像增強方法，其特征在于，所述處理光照問題區(qū)域的修復(fù)公式為：

Ifixed(x)=μnormal+σnormalσproblem(Iproblem(x)-μproblem)]]>

其中，I^problem(x)、I^fixed(x)表示修復(fù)前后x點的灰度值，μ^normal、μ^problem分別表示正常區(qū)域和問題區(qū)域的灰度值的均值。