[发明专利]一种超空泡图像增强方法

说明书

本发明涉及一种超空泡图像增强方法，步骤一：对超空泡彩色图像进行灰度化处理，获取超空泡图像的灰度分布直方图，并利用高斯平滑中值滤波的方法对灰度图像进行去噪；步骤二：对步骤一所述去噪后的灰度分布直方图进行直方图均衡化处理；步骤三：判断空泡內航行体对空泡边缘的获取是否有干扰，如果有干扰，选用基于形态学的膨胀腐蚀算法对空泡内的干扰进行腐蚀，如果没有干扰，执行步骤四；步骤四：对处理后的图像进行罗伯茨算法边缘检测，提取空泡的边缘轮廓；步骤五：利用从边缘曲线提取出的坐标数据进行数据拟合，完成超空泡边缘的数学建模，获得空泡形状的参数数据。本发明能够排除复杂环境因素对于空泡干扰，准确获得超空泡外形。

技术领域

本发明涉及一种图像增强方法，特别是一种超空泡图像增强方法，属于图像增强与边缘检测领域。

背景技术

图像增强在新时代中的发展目标是实现图像的实时处理，运用数字全息技术使待处理图像包含完整和丰富的信息，使图像自动生成、识别、转化和处理。图像增强技术方法可以分为两个类别：一类是空间域增强，另一类是频率域增强。空间域方法主要包括图像灰度变换、直方图校正、图像平滑化以及图像锐化等；频率域图像增强主要有低通滤波器、高斯低通滤波器，以及各种频域滤波器。基于局部变换的方法可以针对图像特殊信息进行增强，其中包括局部直方图均衡化、自适应直方图均衡化。

超空泡航行体由于空泡的包裹，使得航行体在航行时，流体阻力显著减小，航行体相当于在阻力极小的空泡中航行，因此，为了保证航行体的高速航行，空泡的稳定性是至关重要的。空泡的稳定性可以影响到航行体的流体动力及作用力学，空泡的突然溃灭会使航行体失稳，甚至结构破坏。在空泡的稳定性中包含诸多因素，如通气量、压力及航行体的航行速度及空泡的形状等，其中最直观的为空泡形状。目前对于空泡形状的获得主要基于理论计算公式，理论计算的空泡形状过于理想化，与实际航行中空泡的形状之间存在一定的偏差，

所以采用图像处理的方法，在超空泡的图像中，获得其准确的外形，并且排除复杂环境因素对于空泡的干扰是十分重要的，国内外在现阶段还没有比较成熟的测量方法。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种能够排除复杂环境因素对于空泡干扰，准确获得超空泡外形的超空泡图像增强方法。

为解决上述技术问题，本发明一种超空泡图像增强方法，包括以下步骤：

步骤一：对超空泡彩色图像进行灰度化处理，获取超空泡图像的灰度分布直方图，并利用高斯平滑中值滤波的方法对图像进行去噪；

步骤二：对步骤一所述去噪后的灰度分布直方图进行直方图均衡化处理；

步骤三：判断空泡內航行体对空泡边缘的获取是否有干扰，如果有干扰，则选用基于形态学的膨胀腐蚀算法对空泡内的干扰进行腐蚀，如果没有干扰，则执行步骤四；

步骤四：对处理后的图像进行罗伯茨算法边缘检测，提取空泡的边缘轮廓；

步骤五：利用从边缘曲线提取出的坐标数据进行数据拟合，完成超空泡边缘的数学建模，获得空泡形状的参数数据。

本发明有益效果：本发明对图像的去噪选用高斯平滑，经过高斯平滑后，图像没有那么多噪点，对比度得到轻微改善，边缘变得细腻一些。本发明采用直方图均衡化处理，均衡化处理后，新图像的对比度得到了明显的改善，主体和背景间的色差变得更加明显，图像边缘的空泡边界更加清晰。本发明对图像进行边缘检测及膨胀腐蚀处理，通过膨胀腐蚀处理排除了空泡內航行体对空泡边缘获取的干扰，采用罗伯茨(Roberts)算法边缘检测得到的边缘效果较好，清晰独立。

附图说明

图1为超空泡图像增强方法的流程图；

图2为超空泡灰度图像；

图3为直方图均衡化处理效果图；