基于图像处理的声相云图评价方法研究

发布时间：2021-01-22 17:09

　　基于图像处理,提出了声相云图评价方法,用于评价声相仪的声源定位误差。分析了声相仪的成像原理,提出将方位角误差和俯仰角误差作为声相云图声源定位误差的评价指标。利用差影法提取声相云图的声源定位成像区域,并经过灰度二值化、腐蚀膨胀和加权平均之后,计算出成像区域中心的像素坐标。在声相仪不同抓拍距离平面内,通过图像标定得到成像区域中心在实际物理空间上的位置坐标,将其与所定位的声源实际位置坐标相比较,计算得到方位角误差和俯仰角误差。实验结果表明,该方法所得方位角和俯仰角与声源实际位置坐标计算所得到的真实值相比,两者差异较小,能够客观地对声相仪的声源定位误差进行评价,且操作简单。 

【文章来源】：计量学报. 2020,41(08)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

声相仪定位原理及误差示意图

为了求得声相云图声源定位成像区域中心位置的像素点坐标，本文运用图像处理技术对声相云图进行了处理，整个图像处理过程如图2所示。首先利用差影法[13～15]将图2(a)所示的声相云图中含有声源定位成像结果的图片(原图)与未含声源定位成像结果的背景图片进行相减，提取到声源定位成像区域图像即图2(b)。然后进行滤波处理，提高图像质量，使目标轮廓清晰，边界灰度变化明显。通过设置阈值进行灰度二值化处理得到图2(c)后，再进行腐蚀膨胀得到图2(d)所示的结果。最后采用加权平均的方法将图2(d)中灰度值为255(白色)的像素横纵位置累加求均值得到中心坐标，即声相云图中声源定位成像区域中心的像素坐标。由于求得的坐标是以像素点坐标形式表示的，需通过图像标定得到图像像素点位置与实际物理空间点坐标的关系，进而求得声源定位成像区域中心在实际物理空间上的位置坐标。整个图像处理的流程如图3所示。

最后采用加权平均的方法将图2(d)中灰度值为255(白色)的像素横纵位置累加求均值得到中心坐标，即声相云图中声源定位成像区域中心的像素坐标。由于求得的坐标是以像素点坐标形式表示的，需通过图像标定得到图像像素点位置与实际物理空间点坐标的关系，进而求得声源定位成像区域中心在实际物理空间上的位置坐标。整个图像处理的流程如图3所示。3.2 声相云图的标定

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于差影法及SVM的在线纸病检测分类方法[J]. 曲蕴慧,汤伟,冯波.  包装工程. 2018(23)
[2]基于传声器阵列的汽车鸣笛声定位算法及实现[J]. 张焕强,黄时春,蒋伟康.  噪声与振动控制. 2018(03)
[3]基于反卷积波束形成的噪声源识别方法研究进展[J]. 丁浩,傅栋林,张锐之.  浙江农林大学学报. 2018(02)
[4]基于差影法的Hessian矩阵激光条纹中心提取方法研究[J]. 秦子扬,夏桂锁,伏燕军,廖骏.  南昌航空大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]国外潜艇声隐身前沿技术发展综述[J]. 苏强,王桂波,朱鹏飞,宋杨.  舰船科学技术. 2014(01)
[6]流管实验装置传声器阵列的校准方法[J]. 王利,王同庆.  航空动力学报. 2010(04)
[7]基于虚拟仪器的声场可视化系统[J]. 李加庆,陈进,刘先,薛伟飞,陈延太.  计算机工程与应用. 2006(24)

硕士论文
[1]基于圆柱面阵的封闭空间噪声源定位方法研究[D]. 王佳.哈尔滨工程大学 2017
[2]基于差影法与摄像机定标技术的车牌定位研究[D]. 罗佳佳.武汉理工大学 2008



本文编号：2993603