基于轮廓线提取技术的波峰坐标采集算法研究-论文.pdf

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1、山东科学第27卷第2期2014年4月出版SHANDONGSCIENCEVo1．27No．2Apr．2014DOI：10．3976／j．issn．1002—4026．2014．02．005海洋科技与装备专栏基于轮廓线提取技术的波峰坐标采集算法研究崔浩，王中秋，刘慧，许岩．(山东省海洋环境监测技术重点实验室，山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛266001)摘要：基于岸站视频图像分析的非接触式海洋波浪观测技术的效果很大程度上受到图像序列中波峰二维坐标的采集精度的影响。为了改进传统算法在采集过程中精度和实时性的不足，本文基于轮廓线提取技术，提出了一种波峰坐标采

2、集算法，并且引入坍塌函数终止失效的坐标采集。该算法只对用户关注的波峰区域进行处理，在精确的采集每一个波峰点二维坐标的同时记录相邻点的前后关系，在相关观测技术中具有很强的实用性。关键词：非接触式测量；波峰坐标采集；轮廓线提取中图分类号：TP391；P731文献标识码：A文章编号：1002-4026(2014)02-0025-05ContourextractionbasedcrestCOordinatecollectionalgorithmCUIHao，WangZhong—qiu，LIUHui，XUYan(ShandongProvincialKeyLaborat

3、oryofOceanEnvironmentalMonitoringTechnology，InstituteofOceanographicInstrumentation，ShandongAcademyofSciences，Qingdao266001，China)Abstract：Shorestationvideoanalysisbasednon—contactoceanwaveobservationisgreatlyimpactedbytheaccuracyofcrest2DcoordinateinawaveimageWepresentacontourextr

4、actionbasedcrestcoordinatecollectionalgorithmtocompensatesuchnegativesoftraditionalalgorithmsaspooraccuracyandrealtime．Wealsointroduceacolapsefunctiontoterminatetheinvalidcoordinatecolection．Thealgorithmonlyhighlightstheconcernedcrestareaandrecordstherelationshipofadjoinedpointswhe

5、npreciselycollectingthe2Dcoordinateofeverycrest．Ithashigherpracticabilityinrelativeobservationtechnology．Keywords：non—contactmeasurement：crestcoordinatecollection；contourextraction基于岸站视频图像分析的海洋波浪观测技术是新兴的近海水文监测技术，属于非接触式海洋环境监测方式。该方法具有观测面积大、适应性强和低成本等特点，能有效地避免传统设备的弊端，例如由于温度、湿度、潮汐、设备自重等

6、条件的改变对设备传感器造成的基准偏移等，是传统监测方法的重要补充。该技术的基本原理是利用固定在岸边高处海洋观测平台上的数字摄像装置，将近海海面视频信息传至计算机进行分析处理，得到波峰二维坐标，利用特定的二维一三维坐标系映射函数和投影补偿算法，获取波峰的实际坐标。再根据同一波峰的演化方式以及不同波峰之间的动态位置关系，得到观测区域的波向、波速、周期等多种海浪参数。因此，图像中波峰二维坐标采集算法直接决定观测结果的精确程度。收稿日期：2013—11-01基金项目：青岛市科技计划项目(10—3-4-9-2-jch)作者简介：崔浩(1983一)，男，硕士，研究方向为

7、计算机图形学。Email：kevinchren@163．oom26山东科学2014正王慧玲提出了一种实用的波峰采集算法，将采集到的图像经过预处理得到灰度图像，利用Sobel边缘检测算法获取整幅图像的边缘信息，将图像细化保留轮廓特征，再对图像进行去噪和二值化处理得到结果图像，人工选取关注的特征区域，计算得到特征区域形心二维坐标，即波峰某点的坐标。最后将多幅图像中的波峰特征点进行人工匹配，计算得到波峰的变化规律。该算法实用性较强，处理波峰特征较为明显的图像时，能够得到较好的结果，但仍存在如下不足：(1)处理速度有待提高。该算法对图像进行边缘提取、轮廓线提取时处理

8、了整幅图像，且对特征区域的选择是在人的参与下完成的，