基于LH直方图的海洋层结提取技术
专利汇可以提供基于LH直方图的海洋层结提取技术专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于温盐数据的海洋层结提取技术。已有研究发现海洋具有层结（海洋层结指 海 水 的 密度 、 温度 、 盐度 等热 力 学状态参数随深度分布的层次结构），当前存在的直接体绘制 可视化 技术对这种海洋层结的提取较为困难，因此我们使用LH直方图和Region Grow等技术在海洋直接体绘制过程中对海洋层结进行有效的提取。LH直方图是二维直方图的一种，其横纵坐标轴分别表示L(lower)、H(higher)值。该技术首先对海洋温盐数据进行处理，计算出每个 体素 的Lower和Higher值，生成LH二维直方图；然后，在生成的LH直方图上选取海洋层结；最后，根据所选取的结果进行直接体绘制。如果所生成的LH直方图未对层结进行有效的区分，那么可以在生成的直方图上选取一个 种子 点，利用Region Grow技术对所选体素在给定的判据下进行聚类，处理完毕后进行直接体绘制。，下面是基于LH直方图的海洋层结提取技术专利的具体信息内容。
1.基于LH直方图的海洋层结提取方法，具体包括以下基本步骤：
(1)给定一个epsilon（epsilon为大于0的数）阈值，其特征在于：人为给定一个epsilon阈值，作为判断海洋层结的比较值；
(2)以Argo剖面数据为例，从第一个剖面的第一个数据点开始沿着深度方向计算相邻两点的温度梯度幅值grad，其特征在于：沿着剖面的垂直深度方向计算两个数据点之间的温度梯度幅值grad，并将该梯度幅值作为与此两个温度相对应的两个深度的平均深度的梯度值；
(3)判断计算的第i（i从1开始）个数据点的grad与（1）中给定阈值的大小关系，并根据比较的结果设置该数据点的FL,FH值，其特征在于：将计算的梯度幅值结果与（1）给定的epsilon值进行比较，当梯度幅值小于epsilon时则认为该数据点位于温盐性质均匀的海层中，否则位于温盐性质变化较大的跃层之中；
(4)继续计算第i+1个点的温度梯度并执行第（3）步的比较和赋值操作，直到一个剖面处理完毕，其特征在于：按照第（3）步处理一个剖面的所有数据点，并生成对应的LH数据值；
(5)重复执行第（4）步，直到处理完毕所有剖面则停止，其特征在于：重复执行不同剖面上的所有数据点的计算、比较和幅值操作；
(6)将所有数据点的FH,FL进行统计并绘制LH直方图，其特征在于：对第（5）步生成的LH数据进行统计，统计在LH坐标系中每个像素中包含的数据点的个数，然后利用统计数据中的最大值进行所有数据的归一化，最后根据归一化后的结果绘制LH灰度直方图；
(7)在所绘制的LH直方图的基础上利用Region Grow技术，对所有体素进行聚类，其特征在于：在LH直方图不能很好的对海洋层结进行区分的情况下，在LH空间域中使用Region Grow技术进行聚类操作；
(8)在渲染过程中，利用每个数据点的梯度大小设置体素的不透明度，使最靠近边界的体素（梯度最大）得到加强，其特征在于：在最后的数据渲染过程中，利用数据点的提督大小设置不同明度，设置梯度较大的数据点的不透明度较大。
2.根据权利要求1所述的基于LH直方图的海洋层结提取方法，其特征在于，所述步骤（1）中，阈值epsilon为大于0的数，一般情况下，当海深小于200米时epsilon取值为0.2，当海深大于200米时取值为0.05。
3.根据权利要求1所述的基于LH直方图的海洋层结提取方法，其特征在于，所述步骤（2）中，数据点的梯度幅值计算方法为下层数据点的温度值减去上层数据点的温度值，所得的差值除以下层数据点的深度值与上层数据点的深度值的差值，最后所得的结果取绝对值就为该数据点的梯度幅值。
4.根据权利要求1所述的基于LH直方图的海洋层结提取方法，其特征在于，所述步骤（3）中，判断计算的第i（i从1开始）个数据点的grad与（1）中给定阈值的大小关系：
①当grad <= epsilon时，则表示该点位于匀质物质中，令FL(i)（Lower值） = FH(i)（higher值） = 该数据点的强度值，并记录该点的FH；
②当grad > epsilon时，则表示该点位于边界上，令该点的FH(i)等于第i-1个点所记录的FH值。
5.根据权利要求1所述的基于LH直方图的海洋层结提取方法，其特征在于，所述步骤（4）中，继续计算第i+1个点的温度梯度并执行第（3）步的比较和赋值操作，直到再次出现当第j个点的grad <= epsilon，令该点的FH(j)=FL(j) = 强度值，并且令上面计算的所有FL未赋值的点的FL = FL(j)。
6.根据权利要求1所述的基于LH直方图的海洋层结提取方法，其特征在于，所述步骤（5）中，重复执行不同剖面上的所有数据点的计算、比较和幅值操作。
7.根据权利要求1所述的基于LH直方图的海洋层结提取方法，其特征在于，所述步骤（6）中，LH直方图中水平坐标轴为L值，竖直坐标轴为H值。
8.根据权利要求1所述的基于LH直方图的海洋层结提取方法，其特征在于，所述步骤（7）中，在所绘制的LH直方图的物质边界上选择一点作为Region Grow的种子点，在LH直方图中框选一定的范围，然后根据给定的规则计算从种子点增长至被选中的点所需的cost值。
9.根据权利要求1所述的基于LH直方图的海洋层结提取方法，其特征在于，所述步骤（8）中，在最后的渲染过程中，利用每个数据点的梯度大小设置体素的不透明度，使最靠近边界的体素（梯度最大）的不同明度较大，最后的结果为不同层结之间的边界得到加强。
基于LH直方图的海洋层结提取技术
技术领域
背景技术
发明内容
（2）以第一个剖面的第一个数据点开始沿着深度方向计算相邻两点的温度梯度幅值grad;
（3）判断计算的第i（i从1开始）个数据点的grad与给定阈值的大小关系，并根据比较的结果设置该数据点的FL,FH值；
（4）继续计算第i+1个点的温度梯度并执行第3步的比较和赋值操作，直到满足一定的条件则停止，一个剖面处理完毕；
（5）重复执行第（4）步，直到处理完毕所有剖面则停止；
（6）将所有数据点的FH,FL进行统计并绘制LH直方图；
（7）在所绘制的LH直方图的基础上利用Region Grow技术，对所有体素进行聚类；
（8）在渲染过程中，利用每个数据点的梯度大小设置体素的不透明度，使最靠近边界的体素（梯度最大）得到加强。
具体实施方式
（1）给定一个epsilon（epsilon为大于0的数）阈值；
（2）以第一个剖面的第一个数据点开始沿着深度方向计算相邻两点的温度梯度幅值grad，并将该梯度幅值作为与此两个温度相对应的两个深度的平均深度的梯度值;
（3）判断计算的第i（i从1开始）个数据点的grad与给定阈值的大小关系：
①当grad <= epsilon时，则表示该点位于匀质物质中，令FL(i)（Lower值） = FH(i)（higher值） = 该数据点的强度值，并记录该点的FH；
②当grad > epsilon时，则表示该点位于边界上，令该点的FH(i)等于第i-1个点所记录的FH值；
（4）继续计算第i+1个点的温度梯度并执行第3步的比较和赋值操作，直到再次出现当第j个点的grad <= epsilon，令该点的FH(j)=FL(j) = 强度值，并且令上面计算的所有FL未赋值的点的FL = FL(j)；
（5）重复执行第（4）步，直到处理完毕所有剖面则停止；
（6）根据所有数据点的FH,FL值将具有相同FH,FL值的点进行累加统计；
（7）根据（6）的统计结果绘制二维LH直方图；
（8）在所绘制的LH直方图的物质边界上选择一点作为Region Grow的种子点，在LH直方图中框选一定的范围，然后根据给定的规则计算从种子点增长至被选中的点所需的cost值；
（9）根据（8）中计算的cost值判断所选的点是否位于种子点所在的边界上；
（10）在渲染过程中，利用每个数据点的梯度大小设置体素的不透明度，使最靠近边界的体素（梯度最大）得到加强。
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