一种增强声呐图像对比度的预处理方法

文档序号:8473443阅读:368来源:国知局
一种增强声呐图像对比度的预处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于图像处理领域,尤其涉及基于均值滤波的一种增强声纳图像对比度的 预处理方法。
【背景技术】
[0002] 图像预处理技术主要是对图像进行去噪、灰度校正等操作。如果不考虑图像降质 对图像信息的损失程度,只是将图像中感兴趣的特征有选择的突出出来,并且衰减我们不 需要的特征,那么图像预处理的方法选择上就有很大的余地。常用的图像预处理方法包括 空间域方法和频域方法。空间域方法直接对图像的像素进行操作,频域方法则是将图像经 过某种变换,在其变换域中进行操作。本方法主要涉及空间域方法中的邻域滤波方法。作 为一种局部空间域处理算法,邻域平均法去噪效果与其邻域半径相关。设原始图像f(x,y) 的大小为NXN,去噪结果为g(x,y)。g(x,y)中任意一个像素(X,y)的灰度值都由以(X,y) 为中心的邻域内的像素点的灰度值的平均值决定。邻域半径越大,图像平滑效果越好,同时 图像也越模糊。因此,邻域平均法会损失图像的细节信息。对邻域平均法的改进方法大致 分两类,一是与其他方法结合来改善自身方法的不足;二是通过改进自身算法达到改善滤 波缺陷的目的。由于本方法不直接运用邻域滤波方法对图像像素进行处理,而是通过邻域 均值确定像素压缩系数,因此避免了直接操作像素邻域而造成的图像模糊。
[0003] 声纳噪声主要分为三类:环境噪声,混响和白噪声。环境噪声的主要来源于海洋噪 声,是由大量的环境因素叠加的结果。由中心极限定理可知,海洋噪声遵循高斯分布。混响 是由声纳设备工作时产生的,是海洋中的杂质对声纳的回波信号散射然后叠加造成的,可 以把它当作声纳背景噪声的一部分。声纳设备前端的盲区的主要就是混响造成的。在数学 上,混响信号是非平稳的随机过程,幅度特性服从瑞丽分布,相位特性服从均匀分布。一般 来说,声纳设备的工作频率越高,抗混响能力就越好,但如果水质越浑浊,混响信号越强烈。 而声纳图像斑点噪声的产生,主要是受海水温度,盐度的变化影响,造成声信号传播速度的 非线性变化,进而影响成像的准确性。并且声信号在传播的过程中因为折射,也会使半点噪 声增强。海底环境复杂,声纳成像过程中,不可避免的受到水质或水中生物的影响。从而造 成声纳图像的斑点噪声比一般的光学图像要严重的多。
[0004] 声纳图像内容一般分为三部分:目标,背景和阴影。其中,阴影只存在与部分图像 中,并且根据声纳成像质量的好坏也对阴影的形成造成影响。相比于背景及阴影区域,目标 区域较亮,并且亮度变化小。但由于声纳设备本身的限制,声纳图像成像质量差,背景中的 噪声点要么很亮要么很暗,并且都是孤立的亮点和暗点。并且,在二维声纳图像中,目标亮 度一般要比背景高,针对声纳图像噪声的这种特点,提出一种声纳图像预处理方法。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于提供一种能够提高降噪效果的,增强声纳图像对比度的预处理 方法。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007] 一种增强声纳图像对比度的预处理方法,包括以下几个步骤,
[0008] 步骤一:从声纳设备获取原始声纳图像f;
[0009] 步骤二:将声纳图像f的灰度级线性映射到0-255范围内,得到映射后的声纳图像 f(x,y);
[0010] 步骤三:求取映射后图像的最大灰度值max(f')、最小灰度值min(f')和灰度 平均值X:
【主权项】
1. 一种增强声纳图像对比度的预处理方法,其特征在于:包括w下几个步骤, 步骤一:从声纳设备获取原始声纳图像f; 步骤二:将声纳图像f的灰度级线性映射到0-255范围内,得到映射后的声纳图像 f (x, y); 步骤S;求取映射后图像的最大灰度值max(f')、最小灰度值min(f')和灰度平均 值X;
其中,M和N分别映射后声纳图像的长和宽; 步骤四:设定一个系数集Kf=[奸八e/}, 其中,
f'。。。。片7)为声纳图像f的一个像素点的3*3邻域的均值,k为常值系数,kG(0,1]; 步骤五:利用系数集=k片八I片y知/}对声纳图像f进行灰度级的压缩,得到压 缩后的图像ge: & (.w') =fx/(.w); 步骤六:对压缩后的图像g。进行灰度校正,得到灰度补偿后的图像g。。进行输出,
其中,T为系数re(a;T)。
【专利摘要】本发明公开了一种增强声纳图像对比度的预处理方法。包括以下步骤从声纳设备获取原始声纳图像;将声纳图像的灰度级线性映射到0-255范围内;求取映射后图像的最大灰度值、最小灰度值和灰度平均值;设定一个系数集,利用系数集对声纳图像进行灰度级的压缩,得到压缩后的图像;对压缩后的图像进行灰度校正,得到灰度补偿后的图像进行输出。本发明方法简单、运算速度块,具有很好的降噪效果。
【IPC分类】G06T5-00
【公开号】CN104794689
【申请号】CN201510109306
【发明人】叶秀芬, 王胜
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月12日
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