低分辨率高頻聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于聲納圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種低分辨率高頻聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法。它包括以下步驟：確定目標(biāo)亮點(diǎn)在聲納圖像中距離維和角度維上的最大尺寸；計(jì)算聲納圖像中各像素點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度；計(jì)算聲納圖像中各像素點(diǎn)的背景強(qiáng)度；逐點(diǎn)計(jì)算聲納圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的信混比，并據(jù)此確定各像素點(diǎn)的聲納圖像背景；將原始聲納圖像與聲納圖像背景相減后，對(duì)圖像進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，得到目標(biāo)亮點(diǎn)圖像。該提取方法簡(jiǎn)單、有效，提取結(jié)果準(zhǔn)確、適用性高，解決了低分辨率高頻聲納圖像中小目標(biāo)檢測(cè)、辨識(shí)難的問題。
【專利說明】低分辨率高頻聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聲納圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種低分辨率高頻聲納圖像中目標(biāo)売點(diǎn)提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高頻成像聲納對(duì)水下物體進(jìn)行回波成像，在聲納工作頻率不是足夠高的情況下，聲納圖像的分辨率較低，對(duì)于尺度在2m以下的海底物體來說，不能形成明顯的聲影區(qū)，給操作員發(fā)現(xiàn)類似小目標(biāo)造成了很大困難。對(duì)于高分辨率的聲納圖像，有很多圖像分割的方法來提取目標(biāo)的形狀和大小，進(jìn)而識(shí)別水下目標(biāo)，但對(duì)于低分辨率的聲納圖像，目前尚沒有見到目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法的公開報(bào)道。
[0003]混響是主動(dòng)聲納的固有干擾，對(duì)于高頻成像聲納來說，海底混響構(gòu)成了聲納圖像的混響背景，一般起伏不大，當(dāng)目標(biāo)信混比足夠強(qiáng)時(shí)，目標(biāo)亮點(diǎn)會(huì)從聲納圖像背景中顯現(xiàn)出來，人眼很容易辨別。但在目標(biāo)信混比不是足夠強(qiáng)的情況，受混響背景的干擾，人眼很難辨別其中的小目標(biāo)亮點(diǎn)，也無法繼續(xù)進(jìn)行目標(biāo)的自動(dòng)檢測(cè)和跟蹤等處理。
[0004]聲納圖像預(yù)處理包括各種去噪和圖像增強(qiáng)等技術(shù)，其根本目的是最大限度地消除各類噪聲和畸變干擾對(duì)圖像中目標(biāo)區(qū)域的影響，突出圖像中符合預(yù)定特征的目標(biāo)區(qū)域。低分辨率的聲納圖像一般沒有斑點(diǎn)噪聲，因此多數(shù)圖像濾波方法都不適用于此類圖像的處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了解決上述【背景技術(shù)】存在的不足，提供一種能夠?qū)⒌头直媛事暭{圖像中的小目標(biāo)清晰提取出來的低分辨率高頻聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種低分辨率高頻聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法，包括以下步驟:
[0007](I)、確定聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)在距離維和角度維上的最大尺寸；
[0008](2)、計(jì)算聲納圖像中每個(gè)像素點(diǎn)ο。的信號(hào)強(qiáng)虔S 在像素點(diǎn)ο。左右寬度為角度維上最大尺寸的范圍內(nèi)，計(jì)算η組連續(xù)m個(gè)像素點(diǎn)的圖像幅度值的平均值，取η個(gè)平均值中的最大值作為像素點(diǎn)Ou的信號(hào)強(qiáng)度；
[0009](3)、計(jì)算聲納圖像中每個(gè)像素點(diǎn)0i，」的背景強(qiáng)度:以聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)在距離維和角度維上的最大尺寸為間隔,取像素點(diǎn)ο。周圍8個(gè)角度像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖像幅度值的均值作為像素點(diǎn)Ou的背景強(qiáng)度；
[0010](4)、逐點(diǎn)計(jì)算聲納圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)的信混比；
[0011](5)、根據(jù)信混比大小確定每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聲納圖像背景；
[0012](6)、將各像素點(diǎn)的原始聲納圖像與聲納圖像背景相減，得到各像素點(diǎn)的目標(biāo)亮點(diǎn)圖像，對(duì)聲納圖像進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，得到整體目標(biāo)亮點(diǎn)圖像。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟(I)中目標(biāo)亮點(diǎn)在距離維上的最大尺寸L的算法為:
【權(quán)利要求】
1.一種低分辨率高頻聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、確定聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)在距離維和角度維上的最大尺寸； (2)、計(jì)算聲納圖像中每個(gè)像素點(diǎn)0i」的信號(hào)強(qiáng)度又,，:在像素點(diǎn)0i」左右寬度為角度維上最大尺寸的范圍內(nèi)，計(jì)算η組連續(xù)m個(gè)像素點(diǎn)的圖像幅度值的平均值，取η個(gè)平均值中的最大值作為像素點(diǎn)Ou的信號(hào)強(qiáng)度； (3)、計(jì)算聲納 圖像中每個(gè)像素點(diǎn)&的背景強(qiáng)度ν:以聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)在距離維和角度維上的最大尺寸為間隔，取像素點(diǎn)ο。周圍8個(gè)角度像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖像幅度值的均值作為像素點(diǎn)Ou的背景強(qiáng)度； (4)、逐點(diǎn)計(jì)算聲納圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)的信混比； (5)、根據(jù)信混比大小確定每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聲納圖像背景； (6)、將各像素點(diǎn)的原始聲納圖像與聲納圖像背景相減，得到各像素點(diǎn)的目標(biāo)亮點(diǎn)圖像，對(duì)聲納圖像進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，得到整體目標(biāo)亮點(diǎn)圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低分辨率高頻聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法，其特征在于:所述步驟(1)中目標(biāo)亮點(diǎn)在距離維上的最大尺寸L的算法為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述低分辨率高頻聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法，其特征在于:所述步驟(1)中目標(biāo)亮點(diǎn)在角度維上的最大尺寸W的算法為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述低分辨率高頻聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法，其特征在于:所述步驟(2)中η的取值為n=2W-m+l，m的取值為m=[W/2]，其中[.]表示向下取整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述低分辨率高頻聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法，其特征在于:所述步驟(4)中信混比的算法為& = sOu /Rou。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述低分講率高頻聲納圖像中目標(biāo)亮點(diǎn)提取方法，其特征在于:所述步驟(5)中每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聲納圖像背景IK(i，j)的算法為:

【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103714542SQ201310726052
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】姜可宇, 蔡志明, 王超 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍工程大學(xué)