一种基于适配性分析的水下地形图像粗匹配与精匹配结合的方法技术

本发明专利技术提供一种基于适配性分析的水下地形图像粗匹配与精匹配结合的方法，针对声纳系统探测到的水下地形高程数据，获取其实时图像，首先分析模板区域内的适配性，如果适合匹配，再通过航向角偏离程度选择不同匹配方式，对待测区进行匹配。若航向角偏离较大，直接采用精匹配方式；若航向角偏离较小，采用由粗到精的分层匹配方式。其中使用灰度的绝对差算法对水下地形图像进行粗匹配；精匹配步骤是选取灰度共生矩阵的最大相关系数、灰度‑梯度共生矩阵的均值和7个不变矩，共9个特征参数构成特征向量，使用这些特征向量对图像进行精匹配。在同等外界干扰、使用相同位置匹配算法时，能够对水下地形适配性做到良好地判断，提高了判断正确率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数字图像处理技，尤其涉及一种基于适配性分析的水下地形图像粗匹配与精匹配结合的方法。
技术介绍
水下地形适配性，即是判断一块水下地形是否适合在地形数据库中匹配定位的一种分析。水下地形的复杂性决定了其特征参数变化程度大小，因而，每一块水下地形的独特性是决定其在匹配定位过程中精度的关键因素。对于每一种水下地形，辅助导航系统都有不一样的工作能力，例如水下地形辅助导航系统，因为依托多波束测深系统，所以在地形高程变化幅度大的区域，其特征变化幅度大，能够在匹配过程中表现良好，而地形高程变化幅度小的区域，其特征变化幅度也就小，匹配效果也相对较差。对于这种情况，需要对水下地形图像的适配性做一定约束，判断水下潜器探测得到的实时图是否能够进行位置匹配。适配性问题的研究，能够大量节省水下潜器在位置匹配过程中的时间消耗，减少因不能配准而进行搜索的运算时间与不必要的工作量。本专利技术主要提出一种新的水下地形适配性判断条件用于判断水下地形是否适合匹配。通过分析实时图与基准图之间的适配性，结合地形适配性传统判别条件，设计产生基于图像纹理特征方向特征参数的粗匹配和精匹配结合的水下地形适配性判断条件；
技术实现思路
本专利技术的目的是为了判断水下地形是否适合匹配而提供一种基于适配性分析的水下地形图像粗匹配与精匹配结合的方法。本专利技术的目的是这样实现的：包括如下步骤：第一步：利用声纳系统探测获取水下地形高程数据；第二步：将获得的高程数据转化成实时图；第三步：分析实时图与基准图之间的适配性，结合地形适配性传统判别条件，得出产生基于图像纹理特征方向特征参数的水下地形适配性判断条件：{R/σ＞0.15∩UNImax-UNImin＞0.4∩CONmax-CONmin＞0.6∩CORmax-CORmin＞0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于适配性分析的水下地形图像粗匹配与精匹配结合的方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步：利用声纳系统探测获取水下地形高程数据；第二步：将获得的高程数据转化成实时图；第三步：分析实时图与基准图之间的适配性，结合地形适配性传统判别条件，得出产生基于图像纹理特征方向特征参数的水下地形适配性判断条件：{R/σ＞0.15∩UNImax‑UNImin＞0.4∩CONmax‑CONmin＞0.6∩CORmax‑CORmin＞0.2}式中：R为灰度粗糙度；σ为灰度标准差；UNI为由实时图提取灰度共生矩阵得到的4个方向的角二阶矩，并做归一化处理，通过比较得到UNImax、UNImin；CON为对比度，COR为相关，CON与COR的判别值CONmax、CONmin与CORmax、CORmin获取方法与UNI相同；如果满足上述的水下地形适配性判断条件的公式，即认定为该区域适合匹配，进行第四步，否则重新进行第一步；第四步：根据实际航向角偏离情况确定匹配方式：若航向角偏离较小，依次进行第五步和第六步提供的由粗到精的分层匹配方式；若航向角偏离较大，直接进行第六步提供的所述精匹配方式；第五步：基于水下图像灰度的绝对差算法对水下地形图像进行粗匹配；第六步：选取由实时图提取灰度共生矩阵的最大相关系数MCC、灰度‑梯度共生矩阵的均值μ1和7个不变矩φ1—φ7共9个特征参数构成特征向量，进行基于图像特征参数的精匹配；第七步：实测水下地形算法仿真，在不同适配性判断条件对比仿真结果。...

【技术特征摘要】
1.一种基于适配性分析的水下地形图像粗匹配与精匹配结合的方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步：利用声纳系统探测获取水下地形高程数据；第二步：将获得的高程数据转化成实时图；第三步：分析实时图与基准图之间的适配性，结...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞红雨，陈奕名，王鹏，吴远峰，金月，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23