近年來,世界各國(guó)紛紛加強(qiáng)了對(duì)海洋的研究和探索,聲吶技術(shù)日益受到重視,我國(guó)對(duì)聲吶目標(biāo)檢測(cè)的研究起步相對(duì)較晚,但也是奮起直追。而與日新月異的聲吶設(shè)備相比,聲吶目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別的相關(guān)技術(shù)還不能與之相匹配。杭州應(yīng)用聲學(xué)研究所研制了基于線陣合成孔徑的三維成像聲吶設(shè)備,數(shù)據(jù)量急劇增加,由二維拓展到三維,如果僅僅依靠人工進(jìn)行檢測(cè),不僅效率低下,而且不利于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和維護(hù)。因此,研究基于三維成像的聲吶圖像目標(biāo)自動(dòng)檢測(cè)的相關(guān)算法,并開發(fā)聲吶目標(biāo)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)就顯得尤為重要。本文針對(duì)基于三維成像的聲吶圖像進(jìn)行了算法研究,包括預(yù)處理、圖像分割,目標(biāo)識(shí)別這三個(gè)方面,最后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了聲吶目標(biāo)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng),研究?jī)?nèi)容和成果如下:（1）提出了一種適用于三維成像聲吶圖像的預(yù)處理方法。本文首先對(duì)聲吶圖像進(jìn)行去噪處理,通過對(duì)不同的去噪方法進(jìn)行對(duì)比,得出了中值濾波去噪能夠取得更好的去噪效果,然后對(duì)去噪后的聲吶圖像進(jìn)行白化處理,可以使圖像的背景更加均衡,一定程度上抑制了海底混響的干擾。（2）提出了一種水體和地層分離的聲吶圖像分割方法。本文對(duì)聲吶圖像分割主要包括兩個(gè)方面,一是對(duì)聲吶圖像進(jìn)行水體和地層分離,將差異較大的兩部分分割開... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２論文章節(jié)結(jié)構(gòu)圖??７??

聲吶圖像的預(yù)處理是圖像處理過程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，圖像預(yù)處理的好壞，??直接影響到后續(xù)的圖像分割、特征提取等環(huán)節(jié)，因此也是目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別的前提??和基礎(chǔ)。圖像預(yù)處理的效果直接影響圖像分割的效果，進(jìn)一步影響目標(biāo)檢測(cè)的精??度。因此，選擇合適的圖像預(yù)處理算法就顯得尤為重要。圖像的預(yù)處理主要包括??圖像的去噪和增強(qiáng)，圖像的去噪主要是指通過一系列方法，減少噪聲對(duì)整幅圖像??的影響，提高圖像的質(zhì)量圖像的增強(qiáng)是指增強(qiáng)感興趣的部分或者是真實(shí)的目??標(biāo)區(qū)域圖像。聲吶圖像的背景噪聲分為三類，分別為環(huán)境噪聲、混響噪聲以及白??噪聲，針對(duì)不同的噪聲可以選擇不同的去噪方法。聲吶信號(hào)的白化處理的主要目??的是減小聲吶圖像背景的變化范圍，降低圖像分割和目標(biāo)識(shí)別的難度。在本文中??聲吶圖像的預(yù)處理主要包括兩個(gè)步驟：一是圖像的去噪，二是聲吶信號(hào)的白化處??理。??本文介紹了幾個(gè)常用的圖像去噪方法，并且對(duì)聲吶信號(hào)的進(jìn)行了白化處理，??通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的可行性，減少和抑制噪聲對(duì)目標(biāo)的干擾，增強(qiáng)聲吶目標(biāo)和??背景的對(duì)比度，為更好的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別奠定基礎(chǔ)。本文對(duì)聲吶圖像預(yù)處理??的流程如圖２．１所示：??

信息損失嚴(yán)重。??（２）海底混響、雜波噪聲等干擾嚴(yán)重，目標(biāo)灰度級(jí)低，而噪聲灰度級(jí)可能??較為豐富，從而導(dǎo)致難以正確區(qū)分圖像的背景和目標(biāo)。??（３）聲吶圖像缺少細(xì)節(jié)信息，以低頻分量為主，這主要是由于聲波頻率不??高且波長(zhǎng)不長(zhǎng)導(dǎo)致的［２５］。??杭州應(yīng)用聲學(xué)研究所研發(fā)的三維成像聲吶也有其獨(dú)特性。三維可視化數(shù)據(jù)是??—個(gè)可轉(zhuǎn)化為Ｐ（ｘ，?ｚ）的三維體數(shù)據(jù)么；＾），走航方向；ｉｆ為等步距８的序列??（序列長(zhǎng)度可調(diào)，最大４０９６）；航向方位角０是［－４０°?，４０°?］范圍內(nèi)等間隔??分布的序列（７３個(gè)）；回波距離丫為等步距序列（序列長(zhǎng)度可調(diào)，最大４０９６）。??橫向水平寬度Ｆ?＝?；ｒ＊ｓｉｎ０，垂直深度Ｚ?＝?／＊ｃｏｓ＾。三維聲響圖像可以看成是由??眾多波束的二維圖像組成，單純處理三維成像數(shù)據(jù)，目前的技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能還存在??—定的困難，計(jì)算機(jī)的處理速度難以匹配如此龐大的數(shù)據(jù)，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理，??所以可以將三維圖像轉(zhuǎn)化為多個(gè)二維圖像進(jìn)行分析和處理。本文選用了?５個(gè)三維??數(shù)據(jù)集作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)集包含７３個(gè)波束維度，即每個(gè)數(shù)據(jù)集可以轉(zhuǎn)換??成７３幅二維圖像進(jìn)行處理。圖２．２?（ａ）和圖２．２?（ｂ）分別是在實(shí)際場(chǎng)景和幾何??模型下的三維成像聲吶數(shù)據(jù)體的組成ｆ意圖：??

【參考文獻(xiàn)】：
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