侧扫声纳图像地理编码技术研究

在深入研究侧扫声纳图像地理编码理论的基础上，针对Q—MIPS格式的原始侧扫声纳图像进行了地理编码处理实验，并分析了重采样图像出现裂缝的原因，进而提出了一种较好的解决方法，最后给出了部分实验结果。     

侧扫声纳探测中物标相关信息的研究

在侧扫声纳作业过程中,充分利用探测目标及其周围环境的相关信息,合理制订扫测方案,可以大大提高扫测搜寻效率,充分降低误判、漏判现象的发生。通过作者在多年实际工作中遇到的问题和取得的经验,阐述作者的上述观点,为以后工作提供一些经验和借鉴。     

侧扫声纳图像增强技术

随着海洋探测技术的飞速发展,侧扫声纳的图像质量和定位精度迅速提高,其应用日益广泛和深入。在声纳图像判读分析时,常常需要进行辐射改正和均衡增强。根据海底地貌声纳图像的特点,归纳了几种有效、适用的图像增强方法,并建立了声纳图像分析软件。     

侧扫声纳数据库管理设计

海底地貌声纳图像作为新的遥感影像数据源，其数据管理问题日益突出。针对声纳图像的特点，分析研究了声纳图像的管理方法，并实现声纳图像数据库管理的功能。     

侧扫声纳图像变形现象与实例分析

依据侧扫声纳成像原理，研究了由于声速变化、声波束倾斜和海底坡度改变等因素所致的声图像变形现象。结合飞机残骸、港池地形等典型声图像，分析了变形原因与判释方法。     

高分辨率测深侧扫声纳

文中介绍了由中国科学院声学研究所和美国亚迪技术开发（上海）有限公司联合设计和制造的高分辨率测深侧扫声纳,它能够同时获得高分辨率的海底地形和地貌。该声纳由电子分机和分别安装在载体左右两侧的两条声纳阵组成,最大工作水深6000m。声纳阵由一条发射线阵和10条间距为λ／2的接收线阵组成,λ为声波波长,其中8条线阵接收声信号,两边的两条为哑元。声纳的多子阵海底自动检测-子空间拟合信号处理方法能克服水声信道多途和复杂海底的影响,正确检测到海底的直达回波。2003年11月和2004年7月,声纳在中国浙江千岛湖进行两次长时间的湖试,获得了高分辨率湖底等深线图和地貌图,正确检测出湖底边长为0．5m立方体目标的高度。     

侧扫声纳数据的格式转换及应用

通过读取Qmips和XTF两种声纳数据格式，将其转换成通用的图像格式，用于图像的显示、分析和处理。介绍了声纳数据格式转换为Tiff及GeoTiff的方法，以及与数据格式相关的地理信息内容的获取，转换后的图像因其格式的头信息不同而显示结果不同。     

小波函数对侧扫声纳图像滤波效果的影响分析

侧扫声纳技术应用日益广泛,已成为海洋测量的重要工具,而去除噪声处理是对侧扫声纳图像进行正确判读的前提。利用小波函数滤波处理的方法,分别采用Haar、Daubechies、Coiflets、Symlets、Discrete Meyer、Biorthogonal、Reverse Biorthogonal等小波函数与中值滤波函数对侧扫声纳图像进行处理,并以平滑指数和边缘保持指数为评价指标,对滤波效果进行定量比较。试验表明,小波函数可以有效地平滑声纳图像,并能保持其较好的边缘效果。     

C3D测深侧扫声纳探测系统综述

对C3D测深侧扫声纳系统的构成、工作原理、性能、优点、应用等进行了介绍,对基于C3D构建水下探测系统和工程实践进行了研究,对C3D数据处理工具和方法进行了探讨,对C3D的优势、不足和应用前景进行了总结。实测表明,C3D是一款性能优越能够满足多种水下工程需要的声纳探测系统。     

侧扫声纳系统姿态参数平滑方法研究

针对侧扫声纳系统姿态参数采样率低于声纳Ping值采样率的问题,采用窗口移动多项式最小二乘平滑方法（Savitzky—Golay平滑法）,对阶梯状姿态数据进行平滑。结果证明了该法的可行性。在选取窗口宽度和多项式阶数时,通过实测数据比较表明,采用窗口为11的二阶多项式平滑后结果与原数据符合程度高。     

基于侧扫声呐的水下小目标检测技术研究

针对水下小目标探测与识别难的问题,开展基于侧扫声呐的声呐图像滤波、图像分割及目标提取方法研究。常规滤波方法难以有效清除图像中存在的噪声,从而造成图像质量下降。采用非局部均值滤波算法与GPU加速的方法,在获得声呐图像较好处理效果的同时,满足水下小目标检测实时性的要求;同时,采用膨胀算法与Canny边缘检测算法相结合的方式,实现了水下真假目标的有效区分。     

多波束和侧扫声纳系统在海底目标探测中的应用

介绍了多波束测深系统和侧扫声纳系统的工作原理,通过实例说明了多波束测深系统和侧扫声纳系统在海底目标探测的工作流程,总结出两种探测系统在探测海底目标上的优缺点,说明了多种探测手段的综合应用是海底目标探测技术的发展方向。     

多波束声呐和侧扫声呐数据融合方法研究综述

多波束声呐系统与侧扫声呐系统均为海底面探测的重要工具,二者均采用声学方法,在工作原理上存在异同。本文简要介绍了二者的研究进展,分别对其数据处理进行了比对分析,认为多波束声呐处理方法侧重于数据的测量精度,而侧扫声呐则主要侧重于图像处理;归纳了当前二者主要的数据匹配融合方法,包括同名特征融合、基于SURF算法的匹配融合以及特征点融合,从数据采集原理上对数据融合方法进行了深入分析,发现在探头定位、单ping数据点分布以及ping之间的数据定位上存在一定的困难,即使经过一定的处理,二者采集的也非简单的平面图像,故二者的数据融合尚存在一定的难度。     

基于LOG算子的侧扫声呐图像水下小目标检测算法研究

针对侧扫声呐图像噪声干扰严重、分辨率低、目标轮廓模糊等特点,提出了一种基于LOG算子的侧扫声呐图像水下小目标检测算法。首先,根据侧扫声呐图像中水下小目标成像特点,对声呐图像进行滤波及聚类分割,大幅降低图像中噪声;然后,采用斑点检测思想,提取侧扫声呐图像中疑似目标区域;最后,基于自动阈值分割算法对声呐图像进行分割,获取目标区域二值图像,使用二阶矩估计目标尺度,剔除虚假目标,最终实现水下小目标准确检测。实验结果表明：该方法计算速度快、检测成功率高,对侧扫声呐图像中的水下小目标具有良好的检测效果。     

基于虚警函数的侧扫声纳水下目标实时检测方法

研究了侧扫声纳系统进行水下目标探测过程中目标信号的检测问题。通过分析海底回波信号的统计模型及其参数的估计,讨论了目标信号对统计模型拟合的影响规律,提出了侧扫声纳回波信号虚警函数和虚警率的概念,及其对Ping信号中目标信号的检测方法。算例结果表明,回波信号的三种分布模型中K分布拟合程度最优,在相同虚警率的条件下,基于K分布的虚警函数目标检测率最高。该法可为侧扫声纳回波信号中目标的实时报警提供技术支撑。     

Multi—beam Sonar and Side—scan Sonar Image Co—registering and Fusing

Multi-beam Sonar and Side-scan Sonar compensate each other.In order to fully utilize all information,it is necessary to fuse two kinds of image and data.And the image co-registration is an important and complicated job before fusion.This paper suggests combining bathymetric data with intensity image,obtaining the characteristic points through the minimal angles of lines,and then deciding the corresponding image points by the maximal correlate coefficient in searching space.Finally,the second order polynomial is applied to the deformation model.After the images have been co-registered,Wavelet is used to fuse the images.it is shown that this algorthm can be used in the flat seafloor or the isotropic seabed.Verification is made in the paper with the observed data.     

基于侧扫声纳图像海底目标物提取方法

分析了侧扫声纳数据成像原理,利用凹凸目标成像与阴影的关系,依次采用二值化处理、中值滤波处理、开启与闭合操作、Canny边缘提取等多种图像处理的手段,实现了海底目标物的提取与定位,并通过实验验证了本方法的可行性。     

干涉声纳系统

最近十几年来 ,详细的海底地形测量发展迅速。海底地形图可以为海洋地理研究、海洋开发和海洋工程提供丰富的信息 ,为大陆架边界确定和专属经济区的划界提供充分的依据。新型海洋测量仪器不断投入使用 ,干涉声纳系统 (又称相干声纳系统 ) ,就是进行高密度、高精度海底地形测量的专用设备。1　干涉声纳系统的特点干涉声纳具有测量效率高、成图质量高、适合各类船只使用的突出特点。(1)测量效率高　干涉声纳可以测量左右两侧各30 0ｍ宽条带内的水深。左、右舷两个换能器波束覆盖的角度可达 30 0°,可以测量到换能器侧方甚至上方的区域。测量覆…     

侧扫声呐原始数据解析与可视化显示

XTF文件格式是侧扫声呐图像数据的主要存储格式之一,具有可伸缩性、可扩展性等特点;声波散射强度瀑布图是侧扫声呐回波数据直观的显示形式。准确高效解析XTF格式的侧扫声呐数据和正确生成瀑布图显示回波数据对后续数据图像处理过程中的目标变形改正、图像分割及镶嵌等具有重要意义。通过分析侧扫声呐工作原理及声波回波强度瀑布图的结构与特点,对XTF格式的侧扫声呐原始文件结构及十六进制编码原理进行深入研究,以渤海沉船搜寻实测数据为例,使用Matlab编程实现原始数据读取及解码,提取每Ping数据中各要素,比较分析2种灰度转换模型的特点,生成侧扫声呐瀑布图,实现XTF格式侧扫声呐数据的图像可视化。