[发明专利]一种航海雷达图像中海浪信息反演的预处理方法

说明书

本发明公开了一种航海雷达图像中海浪信息反演的预处理方法，包括步骤有：将航海雷达图像从极坐标系统变换至平面坐标系统；采用拉普拉斯算子卷积，保留同频干扰噪声位置的高亮灰度值，降低海杂波信息的灰度值；采用灰度分割阈值，快速分割同频干扰噪声；采用线性内插法，对同频干扰噪声进行降噪处理；采用Otsu算法和面积阈值法，快速提取需要平滑处理的显示为高亮斑点的目标信息；采用线性内插法，对结果图像进行平滑处理，并最终将处理后的结果变换至极坐标系，并输出预处理结果。本发明通过航海雷达图像海浪信息反演的预处理方法，提高了海浪信息反演预处理的速度及效率。

技术领域

本发明涉及一种航海雷达图像信息处理方法，尤其是一种航海雷达图像中海浪信息反演的预处理方法。

背景技术

航海雷达原始图像中的海浪影像是进行海面风场、溢油、海冰、赤潮/浒苔等信息反演的基础。但是航海雷达原始图像中，包含同频干扰、斑点噪声、假目标噪声、船舶、岛屿等其他信息，如何在保留海浪信息的同时，对这些信息进行预处理，是航海雷达海浪影像应用的首要工作。

Zhu^[1]、Liu^[2]和Xu^[3]等人在应用航海雷达进行海面溢油监测之前，仅对航海雷达的同频干扰噪声进行了预处理，且算法效率都较低。沈丽兰^[4]采用小波变换对海面溢油雷达图像进行预处理，速度较慢。季顺迎等人[5]采用中值滤波，对海冰雷达监测图像进行预处理，效率也很低。

[1]Zhu,X.,Li,Y.,Feng,H.,Liu,B.,Xu,J.,2015.Oil spill detection methodusing X-band marine radar imagery[J].Journal of Applied Remote Sensing.9(1),095985.

[2]Liu,P.,Li,Y.,Xu,J.,Zhu,X.,2017.Adaptive enhancement of X-bandmarine radar imagery to detect oil spill segments[J].Sensors.17(10),2349.

[3]Xu,J.,Liu,P.,Wang,H.,Lian,J.,Li,B.,2018.Marine radar oil spillmonitoring technology based on Dual-threshold and C–V level set methods[J].Indian Society of Remote Sensing.46(12),1949-1961.

[4]沈丽兰.冰区溢油雷达监测技术研究[D].大连海事大学,2010.

[5]季顺迎,陈晓东,刘煜,唐茂宁,刘宗勋,王宇新.基于油气平台的海冰雷达监测图像处理及冰速测量[J].海洋学报(中文版),2013,35(03):119-127.

发明内容

针对航海雷达航浪信息提取预处理效率较低的现实问题，本发明提出的航海雷达图像中海浪信息反演的预处理方法，采用拉普拉斯算子、灰度阈值法与线性内插，消除同频干扰，采用Otsu、面积阈值法、线性内插平滑高亮斑点信息，得到了较好的预处理效果，且计算效率更高。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种航海雷达图像中海浪信息反演的预处理方法，包括以下步骤：

S1，将航海雷达图像从极坐标系统变换至平面坐标系统；

S2，采用拉普拉斯算子卷积，保留同频干扰噪声位置的高亮灰度值，降低海杂波信息的灰度值；

S3，采用灰度分割阈值，快速分割同频干扰噪声；

S4，采用线性内插法，对同频干扰噪声进行降噪处理，计算公式如下：