[发明专利]基于海天分界线检测的舰载稳像方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理、光电技术领域，具体涉及一种基于海天分界线检测的舰载稳像方法。

背景技术

舰载光电探测系统放置于海上移动的平台，平台本身受海浪的影响会产生一定的摇晃和抖动，使得舰载光电探测系统成像时会造成图像不稳定，影响观察者对海面状况的探测。

海基电子稳像系统与路基电子稳像系统有着明显的区别。陆地上具有大量的刚性目标，可以用于电子稳像系统的基准，采用图像块匹配的方法完成图像全局运动估计。而对于海基系统，无论是天空中的云朵还是海面上大量的海浪目标，都无法作为电子稳像的匹配基准，给海基电子稳像系统的设计带来了更大的挑战。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：现有稳像系统主要应用于路基环境，难以对没有刚性目标作为稳像基准的海基坏境有效稳像。

本发明的技术方案如下所述：

一种基于海天分界线检测的舰载稳像方法，包括以下步骤：对监控视频图像帧先后进行去噪、下采样处理；构建下采样图像的纵向投影向量，其元素值为下采样图像相应行所有像素数值之和；求取纵向投影向量的变化率向量，提取变化率最高点为海天分界线参考位置；在原图像中以一定高度截取包括海天分界线参考位置的区域；对上述区域先后进行边缘提取和Hough变换，Hough域中最大值即为海天分界线的直线参数；根据海天分界线的直线参数对原图像进行平移和旋转变换，变换的结果能够确保视频图像中海天分界线出现在固定位置，实现视频图像的稳像功能。

作为优选方案，本发明的方法包括以下步骤：

步骤1

设定图像中海天分界线基准位置；

步骤2

通过舰载摄像机获取具有海天分界线监控视频图像帧，当前帧图像记为I；对图像I进行灰度图像形态学滤波，形态滤波后的图像为P；

步骤3

对图像P进行下采样处理，得到下采样图像为P_d；

构建P_d的纵向投影向量V：纵向投影向量V的元素数目c与下采样图像P_d的纵向分辨率相同，且纵向投影向量V第i个元素V[i]的数值为下采样图像P_d第i行的所有像素数值之和；

步骤4

求取纵向投影向量V的变化率向量D，变化率向量D的元素数目与纵向投影向量V相同，各元素数值如下式所示：

D[1]=0D[i]=V[i]-V[i-1],i=2,3,···,c]]>

求取变化率向量D中元素数值绝对值的最大值d_max，记录其索引为k，满足|D[k]|=d_max；

步骤5

原图像I中海天分界线中心纵坐标m=k×s，其中，k为步骤4所述索引，s为步骤3所述下采样的下采样倍数；提取以m为中心，上下各b个像素的区域为海天分界线区域，形成海天分界线图像为H；

对图像H进行图像边缘提取，获取边缘图像E；

对边缘图像E进行Hough变换，在Hough变换域中提取最大值作为海天分界线的直线参数；

步骤6

将原图像I平移、旋转，平移、旋转过程中越过图像边界的点忽略，新产生的点像素值置为零；平移、旋转后获得的图像T作为稳像结果图像输出。

作为进一步的优选方案，

步骤1中，图像的宽度为w像素，高度为h像素，海天分界线基准位置设定为h/2；