气象图的三维拟合研究+文献综述(3)
最终为了在高空天气图的等压面中进行曲面三文拟合重建，首先对得到的二文气象图进行三文的等高线分层处理，对封层的结果给出合理化的阐释，然后使用仿射正交二阶张量和变形四边形对气象图进行三文重建。
2 气象传真图的预处理
气象传真图中的各种要素的特征和位置是不同的，因此通过各种预处理将各种要素以此从复杂的气象图中剔除或分离出来，是对图像的进一步处理的铺垫。
2.1 气象传真图去噪
由于无线气象传真图在传输的过程中是受到多种电磁干扰的，必然存在信号干扰，因此第一部是对气象图进行去噪或者降噪处理。一般的电子气象传真图像都会有毛刺和某一不太明显的阴影，故而先对图像进行面积阈值处理，消除比较明显的暗影；再通过与模板匹配进行处理来消除。而对于某一阴影可以通过遍历连通域的方法去除，故而暂时不做讨论，重点对毛刺进行剔除。
因为二值图像只有两个灰度值，故而每个像素都可用一个比特来表示，其中“1”代表黑色像素即上层像素，“0”代表白色像素即底层像素。气象传真图的灰度直方图可以更好地显示图片的多灰度级，需要选择一个相对良好的分割阈值来对图像进行二值化处理。同时由于灰度直方图显示出的图片特征比较单调，所以采用全局阈值分割的方法。
全局阈值是对图像的整体来采用一个阈值，设选取的阈值为T， 为气象图像素的灰度值，则
（2-1）
对于全局阈值二值化方法来说，大津法（OTSU）是最普遍而实用的一种方法。它的基本原理主要来源于统计学。通过计算出方差来对比相应的差值大小。大津法可以描述如下：
设图像每个灰度级的概率为 ，若选取的某一阈值T将图像各个像素按照灰度级分成两类 和 ， 和 类像素的概率和灰度均值分别为 、 和 、
所以图像的总平均灰度值 ：
（2-2）
同时定义类间方差 ：
（2-3）
寻遍从最小值 到最大值 之间的所有灰度值，找到一个值 ，使得灰度值取 时，类间方差最大，此时的 值就是最佳阈值。
2.2 气象图图文分离
气象图图文的分离是指将原数据中储存的文字信息和图形信息相对地分割开来。本文所涉及的气象图分离主要有点、线、以及标注的部分。可以概括地分为图形和文字；图形主要是锋线、等值线，而文字侧是为等值线说明和气象的叙述。这里主要对气象传真图的左上角和右下角的图题说明进行去除，后面将讨论其他冗余信息的处理。如看到的，分析图的图题说明主要位于整图图片的左上角和右下角，同时用一个小的矩形框包围起来。针对不同的图题说明，它们的位置相对固定，大小随图像像素几乎没有改变，只是在矩形框中对气象传真图的具体的时间、类型的描述，或者矩形框外的等压线和气象符号等内容得叙述方式略微的不同。所以对不同的气象图可以直接剔除左上角和右下角两个矩形框就行了。
对下面的图形采用这样的搜索方法：在左上角或者右下角三分之一的范围之中，根据邻域相互之间的关系，搜索左上角或者右下角。基于二值性，以此扫描，直到出现像素值由黑色变成白色为止。然后用同样的规则搜索另一个矩形框即可。
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