一种遥感资料中内波特征增强显示的灰度直方图拉伸方法技术

本发明专利技术提供一种遥感资料中内波特征增强显示的灰度直方图拉伸方法，包括如下步骤：S1：选取原始遥感图片；S2：截取图片窗口；S3：灰度值截断，得到有效灰度值；S4：灰度值零均值化，得到零均值化灰度值的直方图；S5：首次线性拉伸；S6：二次拉伸，得到二次拉伸灰度值直方图；S7：归一化处理，得到增强内波特征的图片。相较于现有增强对比度的图像处理手段，本发明专利技术所提出的方法通过二次拉伸的操作，对表征内波的灰度值区间进行着重拉伸处理，能够突出内波在遥感图片中的表现形式，为内波标记和识别提供有效的预处理方法。效的预处理方法。效的预处理方法。

【技术实现步骤摘要】
一种遥感资料中内波特征增强显示的灰度直方图拉伸方法


[0001]本专利技术涉及海洋工程
，具体而言是一种遥感资料中内波特征增强显示的灰度直方图拉伸方法。

技术介绍

[0002]海洋内波常表现为波幅大、能量大的特点，其引起的强剪切流动是海洋工程和水下潜体的重大威胁，通过实测资料明确海洋内波的分布具有重要工程意义。针对海洋内波的观测方式，通常分为声学测量、温度链测量和卫星遥感测量等，其中卫星遥感的数据集大、覆盖范围广是一种有效的观测手段。
[0003]通过卫星遥感资料观测海洋内波，是根据海洋内波多表现为孤立波形式，其在引起的辐聚、辐散现象会导致水面的反射光分布出现漫反射和镜面反射，进而遥感卫星接收到的光学信号表现为明暗相间的条纹。通过寻找卫星遥感资料中具有内波特征的明暗相间条纹即可完成海洋内波的识别。但是由于遥感卫星视野广，海洋内波尺度大，导致观测视野内的灰度值范围较大，内波特征的图片表现被压缩，很难直接从图片进行识别。而现有增强图片对比度的方法多针对全域灰度直方图进行拉伸，这些方法虽然能起到图片整体对比度增强，但是并未对内波特征的表达进行着重处理，表现出的信息仍难以满足要求，因此需要一种增强表现遥感图片中内波特征的图片处理方法。

技术实现思路

[0004]根据上述技术问题，而提供一种遥感资料中内波特征增强显示的灰度直方图拉伸方法。本专利技术通过截取有效灰度值范围，通过将图片零均值化进行简单预处理。在此基础上，通过直方图二次拉伸操作，用线性拉伸改变灰度值范围，再以标准正态分布进行第二次直方图拉伸，进而实现内波特征的增强表现。
[0005]本专利技术采用的技术手段如下：
[0006]一种遥感资料中内波特征增强显示的灰度直方图拉伸方法，包括如下步骤：
[0007]S1：选取卫星遥感数据中海洋水色的光谱频段作为原始遥感图片；
[0008]S2：将所述原始遥感图片截取为与海洋内波波长尺度相匹配的图片窗口；
[0009]S3：对图片窗口进行灰度值截断，去除云层和陆地特征，得到有效灰度值；
[0010]S4：对有效灰度值进行灰度值零均值化，使得有效灰度值的均值为零，得到零均值化灰度值的直方图；
[0011]S5：对零均值化灰度值的直方图的正负值分布进行首次线性拉伸，使其落在标准正态分布3倍方差之间，得到首次线性拉伸的灰度值直方图；
[0012]S6：以标准正态分布函数为核函数对首次线性拉伸的灰度值直方图进行二次拉伸，得到二次拉伸灰度值直方图；
[0013]S7：对二次拉伸灰度值直方图进行归一化处理，得到增强内波特征的图片。
[0014]进一步地，在所述步骤S6中标准正态分布函数为：
[0015][0016]二次拉伸函数为：
[0017][0018]其中，G为首次线性拉伸的灰度值直方图，G
n
为二次拉伸灰度值直方图。
[0019]进一步地，在所述步骤S5中，将零均值化灰度值的直方图的负值线性拉伸到[-3,0]区间内，零均值化灰度值的直方图的正值线性拉伸到[0,3]区间内。
[0020]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0021]本专利技术能够有效地增强遥感资料中的内波特征表达，为内波标记和识别提供预处理方法。
[0022]本专利技术可以将其拓展到其他领域的图片增强应用中，用以处理与遥感图片中内波灰度分布特征近似情况的对比度增强问题。
[0023]基于上述理由本专利技术可在海洋工程等领域广泛推广。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术具体实施方式中一种遥感资料中内波特征增强显示的灰度直方图拉伸方法流程图。
[0026]图2为本专利技术具体实施方式中步骤S2中的原始遥感图片。
[0027]图3为本专利技术具体实施方式中步骤S3中灰度值截断示意图。
[0028]图4为本专利技术具体实施方式中步骤S3中截断后遥感图片。
[0029]图5为本专利技术具体实施方式中步骤S4中零均值化后遥感图片。
[0030]图6为本专利技术具体实施方式中步骤S5中首次线性拉伸后遥感图片。
[0031]图7为本专利技术具体实施方式中步骤S6和S7中二次拉伸且归一后的遥感图片。
具体实施方式
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0035]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0036]在本专利技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0037]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种遥感资料中内波特征增强显示的灰度直方图拉伸方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：选取卫星遥感数据中海洋水色的光谱频段作为原始遥感图片；S2：将所述原始遥感图片截取为与海洋内波波长尺度相匹配的图片窗口；S3：对图片窗口进行灰度值截断，去除云层和陆地特征，得到有效灰度值；S4：对有效灰度值进行灰度值零均值化，使得有效灰度值的均值为零，得到零均值化灰度值的直方图；S5：对零均值化灰度值的直方图的正负值分布进行首次线性拉伸，使其落在标准正态分布3倍方差之间，得到首次线性拉伸的灰度值直方图；S6：以标准正态分布函数为核函数对首次线性拉伸的灰度值直方图进行二次拉伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹丽，张九鸣，王学宇，孙铁志，闻泽华，马鑫宇，于宗冰，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：