基于形态学和逻辑运算的多普勒雷达图像逆风区检测方法

摘要

本发明属图像分析和识别领域，具体涉及基于形态学和逻辑运算的多普勒雷达图像逆风区检测方法，该方法包括：对一幅多普勒雷达径向速度图像预处理的步骤，采用形态学和逻辑学运算的组合操作方法检测雷达图像中逆风区区域的步骤，以及逆风区尺度筛选并突出显示的步骤。本发明提供的方法，能够快速准确的检测并突出显示多普勒雷达图像中的逆风区区域，具有方法简单、速度快、准确率高、易于软硬件实现的特点。本方法可以很方便的应用到个人计算机或者移植到嵌入式系统中，为实现多普勒雷达图像逆风区迅速且准确地自动检测提供了基础技术支持。

主权项

基于形态学和逻辑运算的多普勒雷达图像逆风区检测方法，其特征是，包括步骤：（a）获取待分析图像步骤：读入一幅多普勒雷达径向速度图像，采用图像裁剪方法去除色板、文字信息；采用形态学滤波方法去除图像噪声，得到只包含多普勒速度区域的图像，作为待分析图像；（b）待分析图像二值化步骤：采用双阈值方法，对待分析图像进行二值化运算，得到一幅正向风场区域二值图像和一幅负向风场区域二值图像；（c）逆风区检测步骤：采用对正向风场区域二值图像和负向风场区域二值图像进行二值形态学运算和逻辑运算的组合操作方法，检测待分析图像中逆风区区域，得到逆风区初步检测结果二值图像；（d）逆风区突出显示步骤：在逆风区初步检测结果二值图像中，计算像素值为1的各连通域面积，将连通域面积大于或等于设定逆风区面积尺度阈值的区域像素赋值为1，小于设定面积尺度阈值的区域像素赋值为0；然后，将该重新赋值的图像与颜色冲蚀后的待分析图像相加，得到突出显示逆风区区域的多普勒雷达图像；所述的（b）待分析图像二值化步骤，包括：（b1）根据所述读入的多普勒雷达径向速度图像的色板，读取正速度颜色索引范围，记为[p1，p2]；读取负速度颜色索引范围，记为[n1，n2]；其中，p1为正速度颜色索引下限，p2为正速度颜色索引上限，n1为负速度颜色索引下限，n2为负速度颜色索引上限；（b2）采用双阈值法，对待分析图像区域进行二值化运算：即由p1作为阈值下限，p2作为阈值上限，将待分析图像中阈值范围内的像素赋值为1，阈值范围外的像素值赋值为0，得到正向风场区域二值图像；由n1作为阈值下限，n2作为阈值上限，将待分析图像中阈值范围内的像素赋值为1，阈值范围外的像素值赋值为0，得到负向风场区域二值图像；所述的（c）逆风区检测步骤，包括:（c1）采用形态学孔洞填充方法，分别对（b2）中得到的正向风场区域二值图像和负向风场区域二值图像进行8邻域孔洞填充，得到填充后的正向风场区域二值图像和填充后的负向风场区域二值图像；（c2）将（c1）中填充后的正向风场区域二值图像和（b2）中负向风场区域二值图像进行逻辑“与”运算，得到一幅二值图像，即为以负速度为中心的逆风区图像，记为I1；（c3）将（c1）中填充后的负向风场区域二值图像和（b2）中正向风场区域二值图像进行逻辑“与”运算，得到一幅二值图像，即为以正速度为中心的逆风区图像，记为I2；（c4）将（c2）步骤得到的图像I1和（c3）步骤得到的图像I2进行逻辑“或”运算，得到待分析图像的逆风区区域初步检测结果二值图像。