[发明专利]热带气旋中心定位的红外亮温偏差角梯度分布均匀性方法

权利要求书

1.基于红外静止卫星图像的热带气旋偏差角梯度分布均匀性定位方法，该方法是针对从波长10.3-11.3μm的红外1通道IR1获取的云图，包括如下步骤：

对卫星图像中的包含热带气旋的目标区域分别进行Bezier直方图分割和K均值聚类分割，将两者的结果进行与运算得到包含热带气旋主体云系中亮温变化剧烈的位置信息的二值图像并命名为二值图像C；

用Hough变换对二值图像C进行检测得到检测区域；

检测区域中以每个像素点为参考中心依次计算得到偏差角矩阵及对应的偏差角梯度分布均匀性DAGDU的值，构造DAGDU矩阵；

以得到的DAGDU矩阵定位出热带气旋中心位置；

DAGDU的计算方法，包括：

将偏差角矩阵中对应二值图像C中像素值为1的位置的值按列保存到一个一维向量D中，其中D＝[d₁，d₂，…d_n]，n为二值图像C像素值为1的点的个数；

再计算向量D的梯度得到梯度向量G＝[g₁，g₂，…g_n-1]，其中g_n-1＝d_n-d_n-1，n≥2；

接下来分别对向量D和向量G进行T分类得到X＝[x₁，x₂，…x_n]和Y＝[y₁，y₂，…y_n-1]，x_n∈{1，2，3，…，T}，y_n∈{1，2，3，…，T}；

而后构造一个T×T的计数初始零矩阵H，i从1到n-1完成在计数矩阵H对应H(X(i)，Y(i))的位置的计数，得到计数矩阵H；

最后根据公式DAGDU＝∑(H.*H))计算得到DAGDU的值；

用DAGDU矩阵定位热带气旋中心，包括：

以检测区域每个像素点对应位置为参考中心计算得到一个偏差角矩阵；

根据这个偏差角矩阵计算得到对应该偏差角矩阵的DAGDU值并填入DAGDU矩阵中的对应位置；

DAGDU矩阵中值最大的位置即为定位的热带气旋中心；

当T＝4时得到最优定位结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用Bezier直方图分割和K均值聚类分割得到二值图像C，包括：

对包含目标热带气旋的红外卫星图像分进行Bezier直方图分割，从而可以将目标热带气旋的主体云系分割出来，去除主体云系周围的小块散云，得到包含主体云系位置信息的二值图像并命名为二值图像A；

对包含主体云系的红外卫星图像进行K均值聚类分割得到包含图像中亮温变化剧烈的位置信息的二值图像并命名为二值图像B；

将上述得到的二值图像A和二值图像B进行与运算得到二值图像C。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用Hough变换对二值图像C进行检测得到检测区域，包括：

对二值图像C用Hough变换检测圆得到若干不同圆心不同半径的圆；

将这些圆的半径、圆心的横坐标和圆心的纵坐标分别放入三个向量中并计算得到三个均值和三个方差，接着将半径、横坐标和纵坐标中任意一项不在其对应均值正负3倍对应方差范围内的圆舍弃，最后计算得到剩余圆的平均圆心位置；

以平均圆心位置为中心，二值图像C宽的一半为半径，得到正方形区域即为得到的检测区域。