基于剪切波变换的轮廓拟合识别航行体热尾流的方法技术

本发明专利技术涉及基于剪切波变换的轮廓拟合识别航行体热尾流的方法。本发明专利技术的目的是从热尾流轮廓角度观测其特征，进而区分水下航行体热尾流和水面航行体热尾流。将红外热尾流图像通过剪切波变换的分解与重构，利用剪切波对方向的敏感性，进行边缘的突出作用。将重构的热尾流红外图像进行曲线拟合，得到热尾流轮廓的椭圆拟合率。通过得到的数据比较和分析两类热尾流特征，达到区别水面航行体热尾流和水下航行体热尾流的目的。

Identification of thermal wake of vehicle body based on shear wave transform and contour fitting

The invention relates to a method for identifying the thermal wake of a vehicle body based on the contour fitting of shear wave transformation. The object of the present invention is to observe the characteristics from the angle of the thermal wake profile, and then distinguish the thermal wake of an underwater vehicle from that of a surface vehicle. The infrared thermal wake image is decomposed and reconstructed by shear wave transform, and the edge is highlighted by the sensitivity of shear wave to direction. The ellipse fitting rate of the thermal wake profile is obtained by fitting the reconstructed thermal wake infrared image. By comparing and analyzing the two types of thermal wakes, the purpose of distinguishing the thermal wakes of surface and underwater vehicles is achieved.

【技术实现步骤摘要】
基于剪切波变换的轮廓拟合识别航行体热尾流的方法
：本专利技术属于图像处理领域，具体地说是通过分析航行体热尾流轮廓形状特征，判别该热尾流属于水下航行体还是水面航行体。
技术介绍
：热红外探测水下航行器是利用高精度红外探测仪探测、识别水下航行器热尾流，研究并总结水下航行器热尾流的特性对热红外探测水下航行器具有重要意义。水下航行器在温度均匀的海水中由于动力系统放热、螺旋桨打水和运动产生摩擦等原因产生温度高于周围海水的温差信号，由于浮力作用温差信号会传递至海面；在温度分层的海水中，除了上述情况，螺旋桨的扰动会使下层海水翻滚至上层，同样形成温差信号，带来水面不同区域的温度分布不同。根据研究人员分析，水下航行器在温度均匀和正温度梯度(自海表至海底温度逐渐升高的温度梯度)的海水环境中运动，传递至海面的尾流温度高于周围海表面温度，呈正温差信号；在负温度梯度(自海表至海底温度逐渐降低的温度梯度)的海水环境中运动，传递至海面的尾流温度低于周围海表面温度，呈负温差信号。为了方便讨论，将正、负温差信号统称为热尾流。探测人员利用机载或者星载高精度的红外探测仪能够探测到海面的弱小温差信号，也就是说可以利用红外探本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于剪切波变换的轮廓拟合识别航行体热尾流的方法，其特征在于如下步骤：第一步：读取原始热尾流图像I0；第二步：通过公式(1)构造剪切波ψa,s,t(z)，其中a∈R+是剪切波变化的尺度参数，s∈R是其方向参数，t∈R2对应其平移参数，ψ∈L2(R2),L表示可积空间，R表示实数；A是各向异性膨胀矩阵，其形式如公式(2)所示，S是剪切矩阵，其形式如公式(3)所示；ψa,s,t(z)＝a‑3/4ψ(A‑1S‑1(z‑t))    (1)

【技术特征摘要】
1.基于剪切波变换的轮廓拟合识别航行体热尾流的方法，其特征在于如下步骤：第一步：读取原始热尾流图像I0；第二步：通过公式(1)构造剪切波ψa,s,t(z)，其中a∈R+是剪切波变化的尺度参数，s∈R是其方向参数，t∈R2对应其平移参数，ψ∈L2(R2),L表示可积空间，R表示实数；A是各向异性膨胀矩阵，其形式如公式(2)所示，S是剪切矩阵，其形式如公式(3)所示；ψa,s,t(z)＝a-3/4ψ(A-1S-1(z-t))(1)第三步：令a＝3,s＝4后通过公式(4)对图像I0进行剪切波变换得到各尺度及方向上的分解图；第四步：将第三步中所得到的分解图叠加得到相应尺度上的重构图像I(x,y)，其中(x,y)表示坐标；第五步：通过公式(5)对图像I(x,y)进行高斯滤波，其中G(x,y)的公式为式(6)，σ＝85，得到高斯平滑后的图像S(x,y)，*表示卷积；S(x,y)＝G(x,y)*I(x,y)(5)第六步：通过公式(7)和(8)，对图像S(x,y)在x方向和y方向分别进行差分，得到在点(i,j)处x方向和y方向的梯度值Ex(i,j)和Ey(i,j)；Ex(i,j)＝S(i+1,j)-S(i,j)(7)Ey(i,j)＝S(i,j+1)-S(i,j)(8)第七步：利用公式(9)计算点(i,j)处的边缘强度A(i,j)和该点法向量的方向α(i,j)。对于Ey(i,j)＝0的情况，若Ex(i,j)>0,则令α(i,j)＝π/2，若Ex(i,j)<0,则令α(i,j)＝-π/2；第八步：通过非极大值抑制分别获取水平和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王好贤，董衡，周志权，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东,37