本文選題：撞擊坑 + 自動識別��； 參考：《中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)》2013年03期

【摘要】：撞擊坑是月球表面最為常見的地質(zhì)單元,是研究月球地質(zhì)演化歷史的重要對象,也是月球地質(zhì)定年的基本依據(jù),因此撞擊坑識別具有重要意義.本文根據(jù)嫦娥一號采集的月球CCD圖像,基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法對撞擊坑進(jìn)行自動識別提取研究.在CCD圖像中,撞擊坑邊緣的灰度變化明顯,梯度較大,由此可以計算獲取撞擊坑的邊緣形態(tài);一般情況下,依據(jù)圖像灰度梯度突變,通過邊緣檢測得到的撞擊坑邊緣比較粗糙、不連續(xù),而且有斷口和小洞.根據(jù)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基本思想——用具有一定形態(tài)的結(jié)構(gòu)元素去量度和提取圖像中的對應(yīng)形狀,對識別出來的邊緣作進(jìn)一步處理,可得到較光滑、連續(xù)的撞擊坑邊緣弧,從而能方便地擬合出撞擊坑邊緣,并獲得撞擊坑的直徑與位置.用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)進(jìn)行撞擊坑識別與提取的主要步驟是:首先對CCD影像計算灰度的梯度,得到梯度圖像,然后進(jìn)行二值化,再使用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)分離出邊緣,最后用圓形對撞擊坑進(jìn)行擬合并計算出撞擊坑的位置和直徑.本文分別對月海和月陸地區(qū)進(jìn)行撞擊坑識別實驗,結(jié)果表明,我們設(shè)計的算法能夠識別的最小撞擊坑直徑為10個像素.其中月海區(qū)域撞擊坑識別準(zhǔn)確可靠;而月陸區(qū)域巖性差異大、地形起伏,造成CCD圖像背景變化較大,其識別效果相對差一些,有待進(jìn)一步改善.
[Abstract]:Impact crater is the most common geological unit on the surface of the moon. It is an important object for studying the geological evolution history of the moon and a basic basis for geological dating of the moon, so it is of great significance to identify the impact crater. Based on the lunar CCD images collected by Chang 'e-1, this paper studies the automatic recognition and extraction of impact craters based on mathematical morphology. In the CCD image, the grayscale of the crater edge changes obviously and the gradient is large, so the shape of the crater edge can be calculated. In general, according to the image grayscale gradient mutation, the edge of the impact crater detected by edge detection is rough. Discontinuous, and with fractures and small holes. According to the basic idea of mathematical morphology-measuring and extracting the corresponding shapes in the image with certain structural elements, and further processing the recognized edges, the smooth and continuous edge arc of impact crater can be obtained. Thus the edge of the crater can be easily fitted and the diameter and position of the crater can be obtained. The main steps of recognition and extraction of impact crater by mathematical morphology are as follows: first, the gradation gradient of CCD image is calculated, then the gradient image is obtained, then the binary image is obtained, and then the edge is separated by mathematical morphology. Finally, the position and diameter of the impact crater are calculated by using the circular method. In this paper, the impact crater recognition experiments are carried out on the lunar sea and the lunar land, respectively. The results show that the minimum crater diameter of the designed algorithm is 10 pixels. The impact crater recognition in the lunar sea area is accurate and reliable, while the lithologic difference in the lunar land area is large, the topography is undulating, the background of CCD image changes greatly, and the recognition effect is relatively poor, which needs to be further improved.
【作者單位】： 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球物理與空間信息學(xué)院;成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院;
【基金】：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(編號:2010AA12220102) 國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:41174049)資助項目
【分類號】：TP391.41;P184.5

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本文編號：1907862