气象传真图矢量化方法性能改进研究

摘要

气象传真图是能够反映一定区域内的天气情况的图。海上航行的船舶可以通过气象传真图了解航区更多、更大范围的天气演变过程，掌握航区已发生和将要发生的天气和海洋情况，保障海上活动安全。但气象传真图是位图形式的，不仅占据较大存储空间，还不利于处理和叠加显示，限制了其应用的广度和深度。因此，很多学者致力于气象传真图的矢量化研究。
　　气象传真图主要包括经纬线、海岸线、等压线、锋线、以及标注字符等气象信息。本文主要对已有的等压线周围标注字符识别算法进行改进，提高识别率以及运行速度，并对锋线的提取识别及矢量化算法进行研究。首先是对等压线周围标注字符的识别算法进行改进，主要包括标注字符的初步提取，利用字符投影特性将待识别区域进行字符检测与分割，利用重心点形状上下文对字符识别。由于标注字符受字符变形或等压线等干扰线条的影响，字符检测与分割时，需要根据已找到的分割点预测可能的分割点位置，检测是否为分割点。最后是对锋线提取识别算法进行研究，主要包括锋线线条的初步提取、基于α-β滤波器原理的线条跟踪算法研究、基于轮廓跟踪的方法去除干扰线条、基于模板匹配的锋线标识识别、利用锋线线条与锋线标识的关系对识别错误的锋线标识进行纠正。由于锋线上有锋线标识，不能进行线条细化，跟踪时采用了质心法确定锋线线条中心，并利用线条走向和断点距离进行断线连接。
　　实验结果表明，本文中采取的算法提高了等压线周围标注字符的识别效果，可以较好的实现锋线识别及矢量化。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 课题研究历史及现状

1．3 本文主要工作及章节安排

1．3．1 本文主要工作

1．3．2 章节安排

第2章 气象传真图概述及图像处理基本概念

2．1 气象传真图概述

2．2 图像处理相关理论

2．2．1 膨胀和腐蚀

2．2．2 图像旋转

2．3 本章小结

第3章 等压线周围标注字符的识别

3．1 预处理

3．1．1 模板旋转角度确定

3．1．2 初步提取

3．2 字符检测与分割

3．2．1 投影方案的选定

3．2．2 字符检测与分割算法的实现

3．3 字符识别

3．3．1 形状上下文算法概述

3．3．2 标注字符的最终提取

3．4 实验结果与分析

3．5 本章小结

第4章 锋线识别及矢量化

4．1 初步提取

4．1．1 锋线位置确定

4．1．2 预处理

4．2 基于跟踪滤波的锋线线条提取

4．2．1 α-β滤波器原理

4．2．2 测量值的确定

4．2．3 断线连接

4．2．4 锋线线条提取

4．3 基于轮廓跟踪的去干扰算法

4．3．1 轮廓跟踪原理

4．3．2 去干扰线条

4．4 锋线类别标识的识别

4．4．1 图像相关性

4．4．2 锋线标识识别

4．4．3 锋线标识错误纠正

4．5 锋线线条矢量化

4．6 实验结果与分析

4．7 本章小结

结论

参考文献

致谢

作者简介