[发明专利]低分辨率高频声纳图像中目标亮点提取方法

说明书

技术领域

本发明属于声纳图像处理技术领域，具体涉及一种低分辨率高频声纳图像中目标亮点提取方法。

背景技术

高频成像声纳对水下物体进行回波成像，在声纳工作频率不是足够高的情况下，声纳图像的分辨率较低，对于尺度在2m以下的海底物体来说，不能形成明显的声影区，给操作员发现类似小目标造成了很大困难。对于高分辨率的声纳图像，有很多图像分割的方法来提取目标的形状和大小，进而识别水下目标，但对于低分辨率的声纳图像，目前尚没有见到目标亮点提取方法的公开报道。

混响是主动声纳的固有干扰，对于高频成像声纳来说，海底混响构成了声纳图像的混响背景，一般起伏不大，当目标信混比足够强时，目标亮点会从声纳图像背景中显现出来，人眼很容易辨别。但在目标信混比不是足够强的情况，受混响背景的干扰，人眼很难辨别其中的小目标亮点，也无法继续进行目标的自动检测和跟踪等处理。

声纳图像预处理包括各种去噪和图像增强等技术，其根本目的是最大限度地消除各类噪声和畸变干扰对图像中目标区域的影响，突出图像中符合预定特征的目标区域。低分辨率的声纳图像一般没有斑点噪声，因此多数图像滤波方法都不适用于此类图像的处理。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种能够将低分辨率声纳图像中的小目标清晰提取出来的低分辨率高频声纳图像中目标亮点提取方法。

本发明采用的技术方案是：一种低分辨率高频声纳图像中目标亮点提取方法，包括以下步骤：

（1）、确定声纳图像中目标亮点在距离维和角度维上的最大尺寸；

（2）、计算声纳图像中每个像素点o_i,j的信号强度：在像素点o_i,j左右宽度为角度维上最大尺寸的范围内，计算n组连续m个像素点的图像幅度值的平均值，取n个平均值中的最大值作为像素点o_i,j的信号强度；

（3）、计算声纳图像中每个像素点o_i,j的背景强度：以声纳图像中目标亮点在距离维和角度维上的最大尺寸为间隔，取像素点o_i,j周围8个角度像素点对应图像幅度值的均值作为像素点o_i,j的背景强度；

（4）、逐点计算声纳图像中的每个像素点的信混比;

（5）、根据信混比大小确定每个像素点对应的声纳图像背景；

（6）、将各像素点的原始声纳图像与声纳图像背景相减，得到各像素点的目标亮点图像，对声纳图像进行逐点扫描，得到整体目标亮点图像。

进一步地，所述步骤（1）中目标亮点在距离维上的最大尺寸L的算法为：

L=[AΔd]]]>

式中：L为目标亮点在距离维上的最大尺寸，A为目标的最大尺寸，^△d为声纳图像的距离分辨长度，[·]表示向下取整。

进一步地，所述步骤（1）中目标亮点在角度维上的最大尺寸W的算法为：

W=K{[180AβπD]+},]]>

式中：W为目标亮点在角度维上的最大尺寸，A为目标的最大尺寸，β为相邻波束间隔角度，D为目标与声纳基阵之间的距离，[·]表示向下取整。

进一步地，所述步骤（2）中n的取值为n=2W-m+1，m的取值为m=[W/2]，其中[·]表示向下取整。

进一步地，所述步骤（4）中信混比的算法为

更进一步地，所述步骤（5）中每个像素点对应的声纳图像背景I_R(i,j)的算法为：