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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

选题的目的在于通过滤波及各种图像处理方法，提取中闪电图像中的闪电通道。再针对闪电通道中的像素点，实现闪电通道的仿真。意义在于通过仿真，可以从数理角度来解释发展的机制，了解它遵循的物理机制，以及相关的电场分布。

国内外研究现状

现在通过计算机使用各种算法对于图像的处理研究已经进展到一个非常高的水平，有一套较为成熟的工具和平台对图像进行处理和仿真工作。对于闪电通道的提取，在国内已经有基于线支持区域的较为完善的闪电通道识别算法，可以较为快速且完善地对闪电通道进行识别提取。在闪电的仿真上，早在1994年，国外就已经提出了闪电的视觉仿真。随着对闪电的研究更加深入，通过对物理过程的仿真，可以更加真实地对闪电通道行进间的某一部分进行仿真。

2. 研究的基本内容

1、研究背景差法、对比度拉伸和高斯匹配滤波对背景光照不均及有较多地物时对闪电通道图像的影响。

2、在通道提取的过程中，如何更贴近闪电通道图像中的闪电通道，并将潜藏在云层或较亮背景中的闪电通道识别出来。

3、在矩形扩展中，同时采用横向矩形扩展和纵向矩形扩展可以使矩形重合，以免丢失一些细节。但是这样在提取过程中会增加许多不必要的像素点。如何在融合中更贴近闪电通道通道，也是一个难点。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

基于vs2015平台上使用opencv3来对图像进行分析处理。首先通过一种基于线支持区域的闪电通道识别算法（llsr）来对图像进行分析处理。首先应用对比度拉伸和高斯匹配滤波方法对闪电通道图像进行预处理，以增强闪电通道的对比度；然后自动检测出包含闪电通道的线支持区域，并用最小外接矩形包含这些区域；最后在各个矩形区域内分别使用最大类间方差otsu阈值法进行分割，得到闪电通道识别结果。

之后基于识别的结果提取像素点，建立数据库。再通过opengl将提取得到的数据点通过数据模型进行闪电发展过程的仿真。该数据模型既不避开闪电的物理意义，也兼顾到诸多制约闪电仿真的因素。从而能够通过仿真过程来阐述闪电的发展机制。

实施方案、进度安排及预期效果

4. 参考文献

[1] 杨欣怡,吕伟涛,杨俊,张舸,马颖,姚雯,李清勇.3种阈值方法在闪电通道图像识别中的应用[j].应用气象学报,2014(4):427-435.

[2] 赵岩.基于opengl的闪电仿真研究和实现[d].上海师范大学.

[3] 寇勇,刘直芳.基于多重细分的闪电仿真方法[j].计算机工程与设计,2011,32(10):3522-3525,3569.