(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211149988.9 (22)申请日 2022.09.21 (66)本国优先权数据 202211020055.X 2022.08.24 CN (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 胡申森　李浩　马烁　艾未华　 赵现斌　陆文　田丁源　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 董建林 (51)Int.Cl. G06V 20/13(2022.01) G06V 10/44(2022.01)G06V 10/34(2022.01) G06T 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种卫星微光云图的海洋内波自动识别方 法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种卫星微光云图的海洋内 波自动识别方法及装置， 包括获取微光数据， 并 转化为灰度图像； 判断所述微光数据是否满足阈 值范围； 计算归一化辐射， 得到月亮耀辉区； 利用 Canny算法和包络平滑方法对所述月亮耀辉区进 行边缘监测， 识别月亮耀辉区边界； 在所述月亮 耀辉区中， 通过不同海面粗糙度造成不同的归一 化辐射分布， 判断亮暗条纹转化的边界； 将亮暗 条纹转化的边界内包含海洋内波条纹特征的局 部图像根据经纬度信息进行几何校正； 将校正后 的图像采用二维S变换模型计算其中内波的水平 波长和传播方向， 本发明能够较为系统地获取夜 间海洋内波微光观测数据样本， 并从中得到海洋 内波的水平波长和传播方向。 权利要求书2页 说明书6页 附图6页 CN 115393736 A 2022.11.25 CN 115393736 A 1.一种卫星微 光云图的海洋内波自动识别方法， 其特 征在于， 包括： 获取预先从星载微光成像仪的微光通道中采集的海洋区域的微光数据， 并转化为0 ‑ 255灰度值的灰度图像； 判断所述微光数据是否满足预先设定的月亮高度角和月相角的阈值范围， 如果满足阈 值范围， 则保留数据， 反 之数据被剔除； 将筛选后的微光数据通过预先获取的卫星观测几何信息与海面风场信息计算归一化 辐射， 得到由月亮辐射所 形成的月亮耀辉区； 利用Canny算法和包络平滑方法对所述月亮耀辉区进行边缘监测， 识别月亮耀辉区边 界； 在所述月亮耀辉区中， 通过不同海面粗糙度造成不同的归一化辐射分布， 判断亮暗条 纹转化的边界； 将亮暗条纹转化的边界内包含海洋内波条纹特征的局部图像根据经纬度信息进行几 何校正； 将校正后的图像采用二维S变换模型计算 其中内波的水平波长和传播方向。 2.根据权利要求1所述的卫星微光云图的海洋内波自动识别方法， 其特征在于， 所述预 先设定的月亮高度角和月相角的阈值范围为： 月亮高度角小于 60°且月相角小于90 °。 3.根据权利要求1所述的卫星微光云图的海洋内波自动识别方法， 其特征在于， 所述将 筛选后的微光数据通过预先获取的卫星观测几何信息与海面风场信息计算归一化辐射， 得 到由月亮辐射所 形成的月亮耀辉区， 包括： 通过海面 最大风速下的归一 化辐射进行耀辉区识别， 其计算过程如下： 其中， p( α, σ2)为对称斜率概率密度函数， α 为海平面倾角， σ2为海面粗糙度方差， α 通过 卫星观测几何计算得到： σ2与海面风速w有关， 通过 经验公式得到： σ2＝0.003+0.00512w (3) 卫星传感器接收到耀辉区的月亮辐射由概 率密度函数 得到： 其中， F0为耀辉区入射月亮辐射， ρ(ω)为菲涅耳反射系数。 最后， 得到归一化月亮辐射 Fn: 4.根据权利要求3所述的卫星微光云图的海洋内波自动识别方法， 其特征在于， 所述利 用Canny算法和包络平滑方法对所述月亮耀辉区进行边缘监测， 识别月亮耀辉区边界， 包 括： 对灰度图像采用高斯 函数进行 滤波， 公式如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115393736 A 2通过Sobel算子计算图像梯度， 根据像素相邻点灰度加权差， 计算水平和垂直方向上的 梯度算子， 在边 缘处取得极值； 通过将当前像素梯度强度与正负梯度方向的相邻点像素梯度比较， 如果当前像素梯度 强度为局部最大值， 则被保留为 边缘点， 否则梯度值被抑制为0； 将大于高阈值的边缘像素标记为强边缘像素， 将小于 高阈值并且大于低阈值的像素点 标记为弱边缘像素， 如果弱边缘像素孤立， 则被抑制， 反之若连续， 则会被保留为边缘点， 而 如果边缘像素小于低阈值， 则会被抑制； 对边界线 进行包络平 滑处理， 得到识别月亮耀辉区边界的图像。 5.根据权利要求1所述的卫星微光云图的海洋内波自动识别方法， 其特征在于， 所述在 所述月亮耀辉区中， 通过不同海面粗糙度造成不同的归一化辐 射分布， 判断亮 暗条纹转化 的边界， 包括： 通过不同海面风速所造成的不同海面粗糙程度， 造成的不同的归一化辐射分 布， 对比目标区域与背 景区域的归一化辐射分布区域， 提取归一化辐射边界， 从而判定亮暗 条纹转化的边界。 6.根据权利要求1所述的卫星微光云图的海洋内波自动识别方法， 其特征在于， 所述将 亮暗条纹转化的边界内包含海洋内波 条纹特征的局部图像根据经纬度信息进 行几何校正， 校正后的局部图像包括横轴和纵轴， 其中， 横轴表示像元点的经度值， 纵轴表 示像元点的纬 度值。 7.根据权利要求4所述的卫星微光云图的海洋内波自动识别方法， 其特征在于， 所述二 维S变换模型的计算过程如下： 其中， h(x,y)为输入的二维图像， S( τx, τy,kx,ky)为四维波数谱， τx和 τy分别是在x和y方 向上的转换变量。 kx和ky是在x和y方向上的空间角波数， c是伸缩参数。 8.根据权利要求7所述的卫星微光云图的海洋内波自动识别方法， 其特征在于， 所述水 平波长和传播方向的计算过程如下： λ( τx, τy)＝(kx( τx, τy))2+(ky( τx, τy))2 (8) 其中， λ( τx, τy)为水平波长， θ( τx, τy)为传播方向。 9.一种卫星微 光云图的海洋内波自动识别装置， 其特 征在于： 包括处 理器及存 储介质； 所述存储介质用于存 储指令； 所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1～8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， 其特征在于： 该程序被处理器 执行时实现权利要求1～8任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115393736 A 3