[发明专利]一种侧扫声呐图像拼接方法

说明书

本发明公开了一种侧扫声呐图像拼接方法，包括：对侧扫声呐图像依次进行图像滤波、图像几何校正以及基于生成对抗网络的声呐图像灰度校正网络进行灰度校正；计算预处理后的侧扫声呐图像中每个像素的经纬度；对待匹配侧扫声呐图像进行特征点提取，得到待匹配区域；基于经纬度信息对图像重叠区域进行网格划分；根据网格划分结果对待匹配区域中的特征点进行匹配；对得到的匹配特征点进行筛选，剔除误匹配点；采用多频带融合与最大融合相结合的融合方法对图像进行融合，得到侧扫声呐拼接图像。本发明公开的侧扫声呐图像拼接方法提高了侧扫声呐图像拼接的质量，能够在保留更多信息与细节的前提下实现声呐图像的拼接。

技术领域

本发明涉及声呐图像技术领域，更具体的说是涉及一种侧扫声呐图像拼接方法。

背景技术

在社会飞速发展的今天，技术不断创新，而资源成为制约发展的一个重要因素。为了获取更多的资源，人们试图从多方面开发资源，海洋中蕴藏的各种资源走入人们的视线，海洋的价值也越来越被人类重视。如何充分开发利用海洋资源，已经成为当今世界各个国家下一步的战略目标。我国的海洋资源十分丰富，而这些丰富的海洋资源，是我国实现持续高速发展的强劲动力。为了更好地开发海洋，全面了解海底地形地貌是当前亟待解决的问题，这是各种海洋活动的基础。

由于海洋的特殊环境，现阶段的海洋探测技术较为有限。光学技术与声学技术是目前应用较多的探测手段。光学探测方法是利用各种类型的光波对目标物体进行探测，而声学探测则主要依靠声波信号采集信息。光在海水中的穿透力弱，极易被海水吸收，因此，光学探测的范围较小。而且由于海洋环境的限制，依靠潜水员人工探测的方法也难以进行。声呐系统采用的声波在海水中具有很强的穿透性，传播范围广，随着其精度的提升，更加适合应用于海洋探测。因此，声呐探测技术成为海洋探测的主要手段。

侧扫声呐设备不能直接获得整个海底的地形地貌图像，而是获得小片段的条带图像，这些条带图像依据时间顺序进行排列。侧扫声呐在采集水下信息的同时，传感器还会记录对应的图像位置、船速等信息，但这些信息无法直接帮助我们进行图像判读，碎片化的地形图还是为后期判读带来了极大困难。同时受成像范围限制，感兴趣的同一目标可能存在不同图像中。因此，利用图像拼接技术得到完整的海底地形图具有重要意义。

因此，如何提供一种侧扫声呐图像拼接方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种侧扫声呐图像拼接方法，提高了侧扫声呐图像拼接的质量，能够在保留更多信息与细节的前提下实现声呐图像的拼接。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种侧扫声呐图像拼接方法，包括：

S1图像预处理：对侧扫声呐图像依次进行图像滤波、图像几何校正以及基于生成对抗网络的声呐图像灰度校正网络进行灰度校正；

S2图像匹配：计算预处理后的侧扫声呐图像中每个像素的经纬度；

对待匹配侧扫声呐图像进行特征点提取，得到待匹配区域；

基于所述经纬度信息初步确定图像的重叠区域，对两幅图像中相同经纬度对应的图像重叠区域进行网格划分；

根据网格划分结果对待匹配区域中的特征点进行匹配；

对得到的匹配特征点进行筛选，剔除误匹配点；

S3图像融合：利用最大值融合方法对多频带融合方法中各频段图像进行融合，得到侧扫声呐拼接图像。

优选的，所述S1中几何校正包括斜距校正和速度校正。

优选的，所述声呐图像灰度校正网络的构建过程为：

(1)建立图像数据集：对侧扫声呐图像进行裁剪，统一图像尺寸至设定大小；