一种气象回波孤点抑制和空洞填补的方法与流程

1.本发明涉及气象雷达信息处理领域，特别是一种气象回波孤点抑制和空洞填补的方法。


背景技术：

2.气象雷达系统的后端处理通常分为信号处理和气象产品处理。信号处理完成气象目标监测，提取强度、速度、谱宽等物理信息，并输出气象雷达体扫基数据；气象产品处理基于雷达基数据完成雷暴、暴雨、阵风锋等一系列气象产品处理，雷达基数据的数据质量会直接影响气象产品处理的识别与计算精确度。
3.在实际的气象雷达使用场景中，因为噪声、干扰、飞机、鸟群等因素的存在，会对气象目标的估值产生不利影响，使气象回波图像有很多斑点或空洞，这些斑点和空洞的存在一方面会污染气象回波，另一方面会影响气象目标的检测门限，降低雷达探测气象弱信号的能力、引起气象产品识别算法的误判，产生虚警。如何更好的消除斑点杂波和回波空洞是气象雷达数据质量控制中不可或缺的一环。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于气象体目标特点的回波处理方法，实现对气象回波中的斑点进行滤除、空洞回波进行填补，以提高基数据的数据质量的气象回波孤点抑制和空洞填补的方法。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现。
6.一种气象回波孤点抑制和空洞填补的方法，步骤包括：抑制孤点和空洞填补，所述抑制孤点包括孤点周边点初步诊断、孤点周边点二次诊断、周边点相关处理；所述空洞填补包括空洞周边点初步诊断、空洞周边点二次诊断、空洞处数值估计。
7.具体步骤包括：
8.1)统计当前点(i,j)周边3*3矩形框范围内有效值个数；
9.2)根据有效值的个数选择不同的处理策略；
10.3)当前值本身有效时，对回波数值进行估计，对回波值和周围点均值之间进行比较，计算当前值和k1偏离度，当偏离度满足(i，j)-k4≤n4保留当前值，否则，则认为此值为极值点，用周围有效值的中位数k2代替；
11.4)当前值本身无效时，则认为此值为极值点，用周围有效值的中位数k2代替。
12.步骤2)包括：
13.2.1)大于n2表示周边有效值较多，可判断当前值不是孤点，数值保留，计算周边有效点均值k1，中位数k2；
14.2.2)小于n1时表示周围有效值较少，表示当前值是孤点，置无效值；
15.2.3)在[n1,n2]之间扩大统计范围到5*5，重新统计有效值个数，当有效值点数大于n3，计算周边有效点均值k1，中位数k2；否则，表示当前值是孤点，置无效值。
[0016]
参数取值如下表：
[0017]
参数取值备注n143*3周边有效值个数门限n273*3周边有效值个数门限n3145*5周边有效值个数门限n420均值和中心值的插值k1
‑‑
周围有效值均值k2
‑‑
周围有效值中位数
[0018]
。
[0019]
相比于现有技术，本发明的优点在于：提高孤点抑制和空洞填补的准确率：传统的孤点抑制方法统计只统计周边3*3矩阵的有效点个数，本方法根据3*3周边值分布情况进行不同的判断，小于n1时可以确定当前值即为孤点，大于n2确定当前值为非孤点，但当统计值在[n1,n2]时，有一定的概率会产生误判，为了降低误判概率，本方法将周围点数扩大至5*5矩阵，二次统计周边有效值得个数，可显著提高孤点诊断的准确率；当对无效值(空洞)进行填补判断时，同样适用此方法，对临界情况([n1,n2])扩大统计范围，当大范围的有效点满足一定个数时，将空洞处赋值为周围有效值得中位数，可更真实的恢复空洞处的气象回波。
附图说明
[0020]
图1为本发明处理流程图。
具体实施方式
[0021]
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
[0022]
一种气象回波孤点抑制和空洞填补的方法，步骤包括：抑制孤点和空洞填补，所述抑制孤点包括孤点周边点初步诊断、孤点周边点二次诊断、周边点相关处理；所述空洞填补包括空洞周边点初步诊断、空洞周边点二次诊断、空洞处数值估计。
[0023]
如图1所示，具体步骤包括：
[0024]
1)统计当前点(i,j)周边3*3矩形框范围内有效值个数；
[0025]
2)根据有效值的个数选择不同的处理策略；
[0026]
3)当前值本身有效时，对回波数值进行估计，对回波值和周围点均值之间进行比较，计算当前值和k1偏离度，当偏离度满足(i，j)-k4≤n4保留当前值，否则，则认为此值为极值点，用周围有效值的中位数k2代替；
[0027]
4)当前值本身无效时，则认为此值为极值点，用周围有效值的中位数k2代替。
[0028]
步骤2)包括：
[0029]
2.1)大于n2表示周边有效值较多，可判断当前值不是孤点，数值保留，计算周边有效点均值k1，中位数k2；
[0030]
2.2)小于n1时表示周围有效值较少，表示当前值是孤点，置无效值；
[0031]
2.3)在[n1,n2]之间扩大统计范围到5*5，重新统计有效值个数，当有效值点数大于n3，计算周边有效点均值k1，中位数k2；否则，表示当前值是孤点，置无效值。
[0032]
参数取值如下表：
[0033]
参数取值备注n143*3周边有效值个数门限n273*3周边有效值个数门限n3145*5周边有效值个数门限n420均值和中心值的插值k1
‑‑
周围有效值均值k2
‑‑
周围有效值中位数
[0034]
。


技术特征：
1.一种气象回波孤点抑制和空洞填补的方法，其特征在于步骤包括：抑制孤点和空洞填补，所述抑制孤点包括孤点周边点初步诊断、孤点周边点二次诊断、周边点相关处理；所述空洞填补包括空洞周边点初步诊断、空洞周边点二次诊断、空洞处数值估计。2.根据权利要求1所述的一种气象回波孤点抑制和空洞填补的方法，其特征在于具体步骤包括：1)统计当前点(i,j)周边3*3矩形框范围内有效值个数；2)根据有效值的个数选择不同的处理策略；3)当前值本身有效时，对回波数值进行估计，对回波值和周围点均值之间进行比较，计算当前值和k1偏离度，当偏离度满足(i，j)-k4≤n4保留当前值，否则，则认为此值为极值点，用周围有效值的中位数k2代替；4)当前值本身无效时，则认为此值为极值点，用周围有效值的中位数k2代替。3.根据权利要求2所述的一种气象回波孤点抑制和空洞填补的方法，其特征在于步骤2)包括：2.1)大于n2表示周边有效值较多，可判断当前值不是孤点，数值保留，计算周边有效点均值k1，中位数k2；2.2)小于n1时表示周围有效值较少，表示当前值是孤点，置无效值；2.3)在[n1,n2]之间扩大统计范围到5*5，重新统计有效值个数，当有效值点数大于n3，计算周边有效点均值k1，中位数k2；否则，表示当前值是孤点，置无效值。4.根据权利要求3所述的一种气象回波孤点抑制和空洞填补的方法，其特征在于参数取值如下表：参数取值备注n143*3周边有效值个数门限n273*3周边有效值个数门限n3145*5周边有效值个数门限n420均值和中心值的插值k1
‑‑
周围有效值均值k2
‑‑
周围有效值中位数。

技术总结
本发明公开了一种气象回波孤点抑制和空洞填补的方法，步骤包括：抑制孤点和空洞填补，所述抑制孤点包括孤点周边点初步诊断、孤点周边点二次诊断、周边点相关处理；所述空洞填补包括空洞周边点初步诊断、空洞周边点二次诊断、空洞处数值估计。本发明基于气象体目标特点的回波处理方法，实现对气象回波中的斑点进行滤除、空洞回波进行填补，以提高基数据的数据质量。据质量。据质量。


技术研发人员：李品 刘长江 徐东东 洪伟
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日：2022.11.01
技术公布日：2023/3/14