[發明專利]一種用于脈沖探地雷達的目標雙曲線邊緣提取方法在審
| 申請號： | 202110557324.5 | 申請日： | 2021-05-21 |
| 公開（公告）號： | CN113296095A | 公開（公告）日： | 2021-08-24 |
| 發明（設計）人： | 王俊波;張冀;常傳文;朱偉;趙玉麗;張華 | 申請（專利權）人： | 東南大學 |
| 主分類號： | G01S13/88 | 分類號： | G01S13/88;G01S13/89;G01S7/41 |
| 代理公司： | 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249 | 代理人： | 孫峰 |
| 地址： | 211189 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 用于 脈沖 雷達 目標 雙曲線 邊緣 提取 方法 | ||
1.一種用于脈沖探地雷達的目標雙曲線邊緣提取方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟S1、獲取探地雷達的原始圖像，并對該圖像進行預處理，用以去除圖像中的干擾，凸顯目標；
步驟S2、通過高斯濾波對所述步驟S1中經過預處理后的圖像進行降噪處理，獲取降噪圖像；
步驟S3、通過Sobel算子對所述步驟S2中的降噪圖像進行處理，獲取圖像中各像素點垂直及水平方向的梯度，并計算各像素點的梯度幅值及方向；
步驟S4、對步驟S3中獲取的所有垂直梯度方向為正的像素點的梯度幅度進行非極大值抑制，其余像素點的梯度幅度直接置為0，獲得梯度圖像；
步驟S5、通過基于Otsu的改進自適應單閾值分割算法對步驟S4中獲取的梯度圖像進行分割閾值處理，梯度幅值大于該閾值的像素點則置1，小于該閾值的像素點則置0，最終輸出邊緣提取后的圖像。
2.根據權利要求1所述的一種用于脈沖探地雷達的目標雙曲線邊緣提取方法，其特征在于，所述預處理的步驟具體為：
步驟S101、對所述原始圖像進行直流濾波處理，表達式為：
公式(1)中，I′(x,y)表示為經過直流濾波處理的圖像，I(x,y)表示為探地雷達的原始圖像，2w1+1表示為滑動窗長；
步驟S102、對直流濾波后的圖像I′(x,y)使用均值法進行雜波抑制，表達式為：
公式(2)中，I″(x,y)表示為經過雜波抑制后的圖像，2w2+1表示為滑動窗長。
3.根據權利要求2所述的一種用于脈沖探地雷達的目標雙曲線邊緣提取方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括：
步驟S201、選擇高斯濾波參數，構建二維高斯核函數H(x,y)，表達式為：
公式(3)中，σ表示為控制高斯平滑濾波效果的參數；
步驟S202、將步驟S201中構建的二維高斯核函數H(x,y)與步驟S102中經過雜波抑制后的圖像I″(x,y)進行卷積，獲得高斯濾波后圖像G(x,y)。
4.根據權利要求3所述的一種用于脈沖探地雷達的目標雙曲線邊緣提取方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括：
步驟S301、使用Sobel算子計算各像素點水平方向梯度Ph(x,y)及垂直方向梯度Pv(x,y)；
步驟S302、計算各像素點的梯度幅度D(x,y)及方向θ(x,y)，表達式為：
5.根據權利要求4所述的一種用于脈沖探地雷達的目標雙曲線邊緣提取方法，其特征在于，在所述步驟S4中，對于步驟S3獲取的所有垂直梯度方向為正的像素點，即Pv(x,y)≥0像素點的梯度幅度進行非極大值抑制算法，其余像素點的梯度幅度直接置為0，獲得經過非極大值抑制后的梯度圖像N(x,y)。
6.根據權利要求5所述的一種用于脈沖探地雷達的目標雙曲線邊緣提取方法，其特征在于，所述步驟S5具體包括：
步驟S501、對步驟S4獲得的非極大值抑制后的梯度圖像N(x,y)使用Otsu算法進行計算獲取劃分閾值T1；
步驟S502、對所述梯度圖像N(x,y)中幅度大于劃分閾值T1的所有像素點再次使用Otsu算法進行計算獲取劃分閾值T2；
步驟S503、對所述梯度圖像N(x,y)使用劃分閾值T2進行劃分，像素點的幅度大于T2則認為是目標邊緣，置1；否則認為是背景，置0，最后獲得邊緣提取的結果圖像。
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