[发明专利]一种台风云图增强方法

权利要求书

1.一种台风云图增强方法，其特征在于：该方法主要步骤如下：

a.分解：采用引导滤波对原始降质的台风云图I进行去噪及边缘保护，得到基层B，然后利用做差法求得细节层D；其中基层包含图像平滑区域、明显的边缘结构及低频信息，而细节层中包含图像的高频细节信息；

b.处理：利用修正的直方图均衡方法，对基层B和细节层D分别进行各自增强处理，先利用修正后Sigmoid函数的平滑及压缩特性，建立输入图像的直方图分布函数f，然后对其归一化,求其累积分布函数F，最后利用累积分布函数，求得增强后的基层和细节层；修正后Sigmoid函数表达式为：

c.融合：采用拉普拉斯金字塔方法对增强后的基层和细节层进行有效融合，先将增强后的基层和细节层分别采用拉普拉斯金字塔结构进行分层，然后将不同尺度的基层和细节层按照合适的比例进行有效融合，最后重构出最终的增强图像。

2.根据权利要求1所述台风云图增强方法，其特征在于：步骤a中，采用引导滤波对台风图像进行去噪，得到基层B,利用做差法得到细节层D，其公式如下：

D＝I-B                  (1)。

3.根据权利要求1所述的台风云图增强方法，其特征在于：步骤b中，对基层B和细节层D分别进行增强处理的主要步骤如下：

1)定义分布函数f，公式如下：

f(k)＝s(k)(1+h(k))                        (2)

其中k＝1,......,K，K表示输入图像的像素数量，h(k)是归一化的输入直方图，s(k)是修正后Sigmoid函数，具有平滑及压缩特性，可有效避免过度增强和饱和伪影问题；

2)求累积分布函数F，公式如下：

其中f(t)是分布函数f(k)的归一化，公式如下：

3)利用累积分布函数求输出灰度级y(k)，公式如下：

其中y_min＝0,y_max＝2^N-1，N为输入图像的像素深度；

4)利用输出灰度级y(k)求得增强图像Y₀，将Y₀从HSV空间转化到RGB空间，即得到增强后图像Y，即得到增强后的基层Y₁和增强后的细节层Y₂。

4.根据权利要求1所述的台风云图增强方法，其特征在于：步骤c中，采用的拉普拉斯金字塔融合的公式如下：

其中i，j表示第Y_a个图像选用的卷积核参数，M表示融合图像的数量，l表示拉普拉斯金字塔的层数，Y_a表示第a个输入图像，ωa表示第Y_a个输入图像的权重；R表示金字塔融合图像；

将增强后的基层Y₁和增强后的细节层Y₂采用拉普拉斯金字塔融合，Y₁的权重ω₁＝0.9，Y₂的权重ω₂＝0.1。

5.根据权利要求3所述的台风云图增强方法，其特征在于：步骤c中，所述拉普拉斯金字塔的层数采用2层，第1层分别使用3×3，3×2，2×3，2×2卷积核进行卷积滤波；第2层使用5×5卷积核进行卷积滤波。