合成孔径声呐图像预处理技术研究与应用

发布时间：2021-04-06 16:34

　　合成孔径声呐（Synthetic Aperture Sonar,SAS）是一种高分辨率成像声呐,通过匀速直线运动,将多个不同位置小尺寸基阵的回波信号相干累加,得到大尺寸的虚孔径,实现了与信号频率和距离无关的方位向高分辨率。但是SAS原始图像受噪声影响严重,必须对图像进一步处理。同时显控上软件是运行于SAS成像系统的重要软件,负责图像的预处理、实时显示和控制功能。设计高性能的显控软件有助于提升整体系统的性能。将SAS搭载在运行平稳的无人水下航行器（Unmanned Underwater Vehicle,UUV）上进行智能水下作业,并使用显控软件实时显示控制,得到实时的SAS图像,是声呐领域的研究热点。本文重点研究SAS原始图像的预处理技术,包括图像均衡、运动补偿、斜距校正、去噪算法、伪彩色处理。设计和实现了基于UUVSAS系统的显控软件。首先,本文研究了SAS成像的基本原理,对影响SAS图像质量的因素进行了充分的分析,并研究了背景噪声模型。针对以上分析,研究了图像均衡方面的两种算法。研究了相位梯度自动聚焦算法、斜距校正算法和伪彩色处理算法。分析几种去噪算法,包括经典的图像滤波方法、Lee... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

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【学位级别】：硕士

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300-MPX侧扫声呐(左)和4400合成孔径声呐(右)成像对比图

杭州电子科技大学硕士学位论文4图1.3装载SAS的AUV平台SamsDT-6000图1.4SamsDT-6000成像结果(3)挪威HISAS1030该型号合成孔径声呐[7][8]由挪威国防研究所和康斯伯格海洋研究院共同研制，该型声呐被安装在HUGIN1000-MR型AUV上进行了多次实验[9]，其工作参数为方位向分辨率2.5cm,距离向分辨率2.5cm，每小时覆盖面积为2.5km2。图1.5HISAS1030对水下沉船的成像结果我国在1997年在国家863计划课题的支持下开展了相关的研制工作，2002年中船715研究所联合中科院研究所进行了湖上实验取得成功[10]，在分辨率、测绘速率、成像距离等指

杭州电子科技大学硕士学位论文58图5.3成像物体实物图1.5m2m.0.15m4m10m换能器阵列绳结图5.4场景布置示意图图5.5原始图像(上)/均衡处理后图像(下)

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图像特征的合成孔径声纳声图像拼接研究[J]. 翟厚曦,江泽林,张鹏飞,张武,刘纪元.  网络新媒体技术. 2018(02)
[2]一种运动误差精确补偿的矩阵求和合成孔径成像算法[J]. 汲夏,丛卫华.  声学与电子工程. 2013(01)
[3]基于多波束合成孔径声呐的三维场景构建仿真研究[J]. 徐剑,李海森,周天.  微计算机信息. 2012(06)
[4]一种基于亮点的合成孔径声呐图像域自聚焦算法[J]. 张吉栋,丛卫华,张峰山.  声学与电子工程. 2009(02)
[5]合成孔径声纳三维数据仿真研究[J]. 刘维,张春华,刘纪元.  系统仿真学报. 2008(14)
[6]基于PowerPC的合成孔径声纳实时信号处理系统[J]. 陈东升,刘维,刘纪元,李淑秋,张春华.  微计算机应用. 2008(07)
[7]863合成孔径声纳项目通过验收[J]. 田杰.  应用声学. 2006(04)
[8]属性直方图及其在声纳图像模糊增强中的应用[J]. 郭海涛,孙大军,田坦.  电子与信息学报. 2002(09)

硕士论文
[1]侧扫声呐图像镶嵌与分割关键技术研究[D]. 许剑.东华理工大学 2017
[2]合成孔径声呐成像算法研究及MATLAB仿真[D]. 陈丽.杭州电子科技大学 2016
[3]合成孔径声纳成像及目标检测与识别技术的研究[D]. 姚冰.哈尔滨工程大学 2010



本文编号：3121756