【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重力测量，更具体地，涉及一种采用边缘检测技术优化的重力测量降采样方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、海空重力仪能够在动基座条件下，大范围、高效率测得重力信息。自上世纪80年代以来，伴随卫星导航技术、惯性器件技术、惯性导航系统技术的成熟，海空重力仪在资源勘探、重力测绘等方面立下了汗马功劳。但受测量机理限制，在重力测量过程中，该原始信号包含了大幅度的高频噪声和外界扰动噪声，因此，在工程应用中一般对重力测量的结果采用低通滤波器的方案降低噪声的影响。由于原始传感器信号通常具有50～200hz的高频采样频率，利用此高频信号直接进行滤波解算不仅会严重消耗处理器计算资源，也会出现无法正确反映低频重力信息的现象，还会不利于高频扰动的衰减抑制。所以，需要采用降采样技术，对传感器原始数据进行处理，降低采样频率，减少计算量，降低高频噪声。
2、降采样处理本质上属于一种低通滤波器，在降低采样频率、降低高频噪声的同时，还会使一些变化的重力测量信号被去除，因此在一些重力场变化较快的区域降采样处理会使得重力测量信号失真，降低了重力测量的精度。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，为了使重力测量原始数据经过降采样处理后能够保留下变化的重力值，本专利技术通过边缘检测技术，评估重力场变化程度，根据重力场变化程度优化降采样序列长度，进而在重力场变化剧烈的区域实现变化重力信号的保留，在重力场变化平缓的区域输出更平滑、数据量更小的降采样结果。
2、为实现上述目的，按
3、利用边缘检测将重力基准图像转换为灰度图像，对灰度图像进行扫描计算灰度图像像素的梯度和；
4、基于梯度和优化均值滤波器的序列长度，利用优化后的均值滤波器对重力测量原始数据进行降采样处理，其中，梯度和越大重力场变化越剧烈，对应的滤波序列越短。
5、在一些可选的实施方案中，所述利用边缘检测将重力基准图像转换为灰度图像，对灰度图像进行扫描计算灰度图像像素的梯度和，包括：
6、将重力基准图像划分为若干块评估区，将重力基准图像转换为灰度图像；
7、通过sobel算子模板对灰度图像进行扫描，得到各评估区内灰度图像像素的梯度和。
8、在一些可选的实施方案中，在得到各评估区内灰度图像像素的梯度和之后，所述方法还包括：
9、将各评估区内灰度图像像素的梯度和进行归一化处理得到各评估区内归一化后的梯度和。
10、在一些可选的实施方案中，当在当前测量区域对应评估区的归一化梯度和大于设定阈值时，认为重力场变化越剧烈，优化后的滤波序列越短；
11、当在当前测量区域对应评估区的归一化梯度和小于设定阈值时，认为重力场变化越平缓，优化后的滤波序列越长。
12、在一些可选的实施方案中，由根据当前重力测量区域对应评估区的归一化梯度和得到滤波序列长度nt，其中，表示重力基准图中梯度和的中位数，为设定阈值，n0为设定的初始滤波序列长度。
13、在一些可选的实施方案中，重力场综合特征参数筛选阈值设定梯度和的中位数为滤波序列长度递增的上限。
14、在一些可选的实施方案中，由通过均值滤波的方法进行降采样，其中，为降采样结果，fi为第i个原始重力测量值。
15、按照本专利技术的另一方面，提供了一种采用边缘检测技术优化的重力测量降采样装置，包括：
16、梯度和计算模块，用于利用边缘检测将重力基准图像转换为灰度图像，对灰度图像进行扫描计算灰度图像像素的梯度和；
17、序列长度优化模块，用于基于梯度和优化均值滤波器的序列长度，利用优化后的均值滤波器对重力测量原始数据进行降采样处理，其中，重力场变化越剧烈的区域梯度和越大，优化后的滤波序列越短，重力场变化越平缓的区域梯度和越小，优化后的滤波序列越长。
18、按照本专利技术的另一方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
19、按照本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
20、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
21、(1)针对在重力场变化较快的区域用于降采样的均值滤波器容易将有效的重力测量值视为噪声滤除的问题，提出了一种基于边缘检测技术优化的重力测量降采样方法，利用边缘检测技术，评估重力场变化程度，在重力场变化剧烈的区域，减小降采样序列长度，保留更多变化的重力测量信号，能够更加有效的保留重力测量的细节。
22、(2)在重力场变化平缓的区域，增大降采样序列长度，使滤波的结果更平滑，降采样后的数据量更小，减小后续的计算量。提高了在重力场变化平缓区域内对高频噪声和运动噪声的抑制效果，同时还将采样频率降得更低，减小后续重力测量解算的计算量。
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1.一种采用边缘检测技术优化的重力测量降采样方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用边缘检测将重力基准图像转换为灰度图像，对灰度图像进行扫描计算灰度图像像素的梯度和，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在得到各评估区内灰度图像像素的梯度和之后，所述方法还包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当在当前测量区域对应评估区的归一化梯度和大于设定阈值时，认为重力场变化越剧烈，优化后的滤波序列越短；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，由根据当前重力测量区域对应评估区的归一化梯度和得到滤波序列长度Nt，其中，表示重力基准图中梯度和的中位数，为设定阈值，N0为设定的初始滤波序列长度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，重力场综合特征参数筛选阈值设定梯度和的中位数为滤波序列长度递增的上限。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，由通过均值滤波的方法进行降采样，其中，为降采样结果，fi为第i个原始重力测量值。
8.一种采用边缘检测
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种采用边缘检测技术优化的重力测量降采样方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用边缘检测将重力基准图像转换为灰度图像，对灰度图像进行扫描计算灰度图像像素的梯度和，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在得到各评估区内灰度图像像素的梯度和之后，所述方法还包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当在当前测量区域对应评估区的归一化梯度和大于设定阈值时，认为重力场变化越剧烈，优化后的滤波序列越短；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，由根据当前重力测量区域对应评估区的归一化梯度和得到滤波序列长度nt，其中，表示重力基准图中梯度和的中位数，为设定阈值，n0为设定...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨睿华，陆家兵，王世博，刘元锋，黄维，刘星宇，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶集团有限公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：
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