[发明专利]一种基于模板匹配的病害定位方法

说明书

本发明公开了一种基于模板匹配的病害定位方法，包括以下步骤：1、选择一幅存在病害区域的图像I，将图像中的像素值均匀映射到0～255之间，得到图像GI；2、绘制图像GI的像素分布曲线并用正态分布曲线进行拟合，将拟合后的曲线的两个拐点T₁和T₂作为阈值；3、根据两个阈值T₁和T₂将图像GI进行三值化，得到图像CI；4、在图像CI中筛选出面积较大的数个连通块；5、将筛选出的连通块在竖直方向上进行模板匹配，匹配系数大的连通块组成的区域，就是最终定位的病害发生区域。本发明突出了病害区域的相位特征，较为精准地定位了病害区域，并且尽可能多的保留了图像的原始信息，具有很大的现实意义。

技术领域

本发明属于图像处理技术，尤其涉及一种基于模板匹配的病害定位方法。

背景技术

感兴趣区域提取是图像识别和计算机视觉至关重要的预处理，没有精确的提取定位，也就不存在针对性的分析。近年来，在图像感兴趣区域分割、提取技术领域中，国内外已经开发出大量优秀算法。

现有的其他专利如专利号CN103473785A，该方案通过在对彩色图像进行三值化的时候，创新性地结合了图像中的轮廓信息和色彩信息，将图像映射为“前景、轮廓、背景”三个值，然后采用基于形态学的搜索方法完成聚类，进而实现目标图像的快速分割。这种方法能够有效的分割图像病害区域，但是图像的有用信息如相位信息无法保留。

又如专利号CN106683105A使图像采集装置对目标区域进行图像的数据采集；使激光扫描装置对所述目标区域进行点云的数据采集；对所述点云进行分类；将所述点云映射为图像采集装置成像平面上的投影点；获取每个类别点云对应的投影点的在成像平面上的分割轮廓；根据所述分割轮廓，对所述图像进行分割。这种方法能够取得很好的分割效果，但是前期数据采集量巨大，对于轻量级的应用无法很好地适用，同时对于病害特征值的提取也难以进行。

随着图像处理技术的进步以及探地雷达精度的上升，精准的定位地质病害的需求也日益迫切。

发明内容

发明目的：针对现有技术中对图像信息定位精度低的缺点，本发明公开了一种基于模板匹配的病害定位方法，增强了病害区域相位特征，有利于在大量的输入信息中精确提取出病害的位置，同时保留图像的原始特征。

技术方案：一种基于模板匹配的病害定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、选择一幅存在病害区域的图像I，对其进行直方图均衡化即将图像中的像素值均匀映射到0～255之间，得到图像GI；

步骤B、绘制所述步骤A中图像GI的像素分布曲线并用正态分布曲线进行拟合，将拟合后的正态分布曲线的两个拐点T₁和T₂作为阈值，其中T₁≤T₂；

步骤C、根据所述步骤B中的两个阈值T₁和T₂将图像GI进行三值化，得到图像CI；

步骤D、在所述步骤C中的图像CI中筛选出面积较大的数个连通块；

步骤E、将所述步骤D中的连通块在竖直方向上进行模板匹配，匹配系数大的连通块组成的区域，就是最终定位的病害发生区域。

优选地，所述步骤C包括：根据所述步骤B中的两个阈值T₁和T₂，将图像GI中像素值小于T₁的像素的值置为0、大于T₂的像素的值置为255，其余的像素的值置为中间值127，最终得到图像CI。

优选地，所述步骤D包括：将所述步骤C中的图像CI中像素值为127的区域判定为背景噪声，像素值为0或255的区域判定为受病害干扰的波形区域，其中背景噪声可以忽略。