气象传真图像处理与信息识别关键技术的研究与实现

论文摘要

气象传真机接收系统与图像处理的结合作为新型气象传真机的重要的特点,是未来海上气象传真领域的发展趋势之一。它不仅克服了传统气象传真图不易保存、难以处理等缺点,而且进一步拓宽气象传真图的应用范围,增加了气象信息在航海领域中运用的深度和广度。本文在现有的图像处理与信息识别算法的基础上,研究适合于传真天气图的理论和方法。针对气象传真机图像处理与信息识别中的关键技术进行了深入研究。通过大量的实验和分析,在部分问题上提出自己的解决方法,并对部分算法进行了改进。主要完成了以下六个方面的工作:将原始图像数据转化成为BMP位图格式的文件;对受噪声污染的气象传真图采用多种方法进行降噪处理,并找到一种基于图像灰度变换的方法获得了较好的降噪效果;采用一维修改的哈夫曼码对二值气象传真图像进行压缩和解压缩的处理,可以满足气象传真图关于压缩比和压缩速度的要求;根据图像伪彩色处理原理对气象传真图像进行彩色化的实现,并提出了几种彩色化方案;在原有矢量化技术的基础上对气象传真图像的矢量化做了进一步的改进和补充;最后,从坐标转换、叠加范围以及分层显示等方面提出了气象传真图与电子海图叠加的方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 气象传真图像处理与信息识别技术
• 1.3 论文的主要内容及章节安排
• 第2章 位图文件的生成及降噪技术的实现
• 2.1 原始图像数据向位图文件的转换
• 2.1.1 BMP位图格式
• 2.1.2 原始数据向位图文件的转换
• 2.2 数字化图像降噪方案及实现
• 2.2.1 空域滤波
• 2.2.2 频域滤波
• 2.2.3 图像灰度变换
• 2.3 降噪效果的分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 气象传真图像编码及彩色化的实现
• 3.1 气象传真图像编码的实现
• 3.1.1 传真通信中的编码方法
• 3.1.2 气象传真图的压缩编码
• 3.1.3 气象传真图的解压缩编码
• 3.1.4 压缩效果分析
• 3.2 图像彩色化的实现
• 3.2.1 与彩色化相关的几个概念
• 3.2.2 彩色与灰度的转换原理
• 3.2.3 两种常用的彩色化处理方法
• 3.2.4 气象传真图的彩色化实现
• 3.3 本章小结
• 第4章 气象传真图像矢量化技术的研究与改进
• 4.1 引言
• 4.2 气象传真图的二值化
• 4.2.1 较轻干扰的图像
• 4.2.2 一般干扰的图像
• 4.2.3 严重干扰的图像
• 4.3 图像的细化
• 4.3.1 基于简单边界点的细化方法
• 4.3.2 基于数学形态学的细化方法一
• 4.3.3 基于数学形态学的细化方法二
• 4.3.4 实验结果与分析
• 4.4 逐点判别法矢量化
• 4.5 气象传真图的信息识别与提取
• 4.5.1 识别的方案与改进
• 4.5.2 识别的结果分析
• 4.6 断线修补
• 4.7 矢量文件的生成
• 4.7.1 DXF文件的总体结构
• 4.7.2 生成矢量文件
• 4.8 本章小结
• 第5章 矢量图像叠加方案的研究
• 5.1 叠加的目的与意义
• 5.2 电子海图系统简介
• 5.3 气象传真图与电子海图叠加方案
• 5.3.1 坐标转换
• 5.3.2 电子海图的叠加范围
• 5.3.3 叠加的分层显示
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士论文期间发表的论文及研究成果
• 致谢