[发明专利]一种基于Canny算子的探地雷达自动层位追踪方法

权利要求书

1.一种基于Canny算子的探地雷达自动层位追踪方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、利用二维高斯函数的一阶导数对探地雷达回波图进行平滑处理，得到平滑处理后的探地雷达回波图；

步骤二、计算平滑处理后的探地雷达回波图中各像素点的梯度幅值和梯度方向；

步骤三、对平滑处理后的探地雷达回波图中各像素点的梯度幅值进行非极大值抑制，得到非极大值抑制后的探地雷达回波图；

步骤四、采用双阈值处理和连接分析来检测并连接非极大值抑制后的探地雷达回波图的边缘，得到边缘检测图像；

步骤五、对边缘检测图像进行层位追踪，并输出层位追踪结果；

步骤六、根据步骤五输出的层位追踪结果来计算冰层的厚度。

2.根据权利要求1所述的一种基于Canny算子的探地雷达自动层位追踪方法，其特征在于，所述步骤二中计算平滑处理后的探地雷达回波图中各像素点的梯度幅值，其具体过程为：

平滑处理后的探地雷达回波图沿x和y方向的偏导数分别是：

P_x(i,j)＝[I(i,j+1)-I(i,j)+I(i+1,j+1)-I(i+1,j)]/2

P_y(i,j)＝[I(i,j)-I(i+1,j)+I(i,j+1)-I(i+1,j+1)]/2

其中：P_x(i,j)和P_y(i,j)分别为平滑处理后的探地雷达回波图沿x和y方向的偏导数，(i,j)为平滑处理后的探地雷达回波图中像素点的坐标，I(i,j)代表像素点(i,j)的强度；

则平滑处理后的探地雷达回波图中像素点(i,j)的梯度幅值M(i,j)为：

同理，计算出平滑处理后的探地雷达回波图中各像素点的梯度幅值。

3.根据权利要求2所述的一种基于Canny算子的探地雷达自动层位追踪方法，其特征在于，所述步骤二中计算平滑处理后的探地雷达回波图中各像素点的梯度方向，其具体过程为：

平滑处理后的探地雷达回波图中像素点(i,j)的梯度方向θ(i,j)为：

同理，计算出平滑处理后的探地雷达回波图中各像素点的梯度幅值。

4.根据权利要求1所述的一种基于Canny算子的探地雷达自动层位追踪方法，其特征在于，所述步骤五的具体过程为：

步骤五一、在边缘检测图像的面层内随机确定一个初始种子点；在面层内、寻找出初始种子点所在的竖直方向上幅值最小的点，将寻找出的幅值最小的点作为新种子点；

步骤五二、以步骤五一确定的新种子点为起点，向右进行互相关计算，直至向右的所有道数据的互相关计算完成，获得向右的每道数据的种子点；

步骤五三、以步骤五一确定的新种子点为起点，向左进行互相关计算，直至向左的所有道数据的互相关计算完成，获得向左的每道数据的种子点；

步骤五四、将步骤五一至步骤五三获得的全部种子点的连线作为面层的层位追踪结果；

步骤五五、重复步骤五一至步骤五四的过程，获得底层内每道数据的种子点，将底层内每道数据的种子点的连线作为底层的层位追踪结果。