[发明专利]一种基于海浪图像的海面任意点波向的反演方法

权利要求书

1.一种基于海浪图像的海面任意点波向的反演方法，其特征在于，包括：

步骤1、从海浪图像中选取研究区域，作为目标图像；

步骤2、利用图像增强算法增强目标图像中的海浪条纹；

步骤3、通过边缘检测提取海浪波峰线的边缘位置；

步骤4、通过曲线拟合得到波峰线方程；

步骤5、利用正交曲线理论获得波向线方程；

步骤6、对波向线方程求偏导数得到海面各点的波向。

2.根据权利要求1所述的一种基于海浪图像的海面任意点波向的反演方法，其特征在于，所述步骤2中，对于目标图像，假设灰度值f(x,y)，灰度级为0至M级，对目标图像作分段线性灰度增强，即：

其中，g(x,y)为增强后的图像，灰度级为0至N级，研究区间[a,b]、[c,d]分别为原图像f(x,y)和增强图像g(x,y)的某一灰度区间。

3.根据权利要求1所述的一种基于海浪图像的海面任意点波向的反演方法，其特征在于，所述步骤3对增强后的图像g(x,y)进行边缘检测，通过Sobel边缘检测算子提取图像中波峰线的边缘位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于海浪图像的海面任意点波向的反演方法，其特征在于，所述步骤4通过曲线拟合获得波峰线方程u(x,y)：

当波峰线性变化时，选取拟合函数u(x,y)的方程为：

u(x,y)＝y-kx (2)

其中，k为拟合函数u(x,y)方程一次项系数。

当波峰非线性变化时，选取拟合函数u(x,y)的方程为：

u(x,y)＝y-mx²-nx (3)

其中，m为拟合函数u(x,y)方程二次项系数，n为拟合函数u(x,y)方程一次项系数。

5.根据权利要求4所述的一种基于海浪图像的海面任意点波向的反演方法，其特征在于，所述步骤5根据正交曲线理论得到如下波峰线方程u(x,y)与波向线方程v(x,y)对应的关系：

对式(4)两边积分得波向线方程v(x,y)：

其中，v(x₀,y₀)为坐标原点。

6.根据权利要求5所述的一种基于海浪图像的海面任意点波向的反演方法，其特征在于，所述步骤6对波向线方程v(x,y)沿x和y方向求偏导数得到海面各点的波向：