基于粒子滤波的声呐图像目标跟踪算法研究

声呐图像目标跟踪技术在水下UUV作战系统中具有重要意义,由于水声环境复杂,噪声干扰严重,导致声呐目标跟踪效果欠佳。本文针对UUV声呐成像特点,首先给出一种改进的Curvelet变换图像增强方法,可以有效降低声呐图像噪声并在一定程度上增强目标图像的边缘。并此基础上,提出一种基于粒子滤波的声呐目标跟踪算法以获得更为准确的目标跟踪效果。仿真结果表明,相较于传统声呐目标跟踪,该方法具有更好的目标跟踪精度以及鲁棒性。     

复杂环境下的舰船视觉图像增强技术

针对当前增强技术存在的区域过渡不自然、块效应、信息丢失严重等问题,以改善舰船视觉图像质量为目标,设计一种复杂环境下的舰船视觉图像增强技术。首先对当前舰船视觉图像增强技术的研究现状进行分析,找到引起不足的因素,然后对舰船视觉图像进行分块操作,对每一个子块进行变换,然后通过Harr变换的方法计算不同子块间的相关度,确定图像增强系数,根据图像增强系数对舰船视觉图像进行自适应增强,最后对增强后的舰船视觉图像进行亮度调度,使图像更加清晰,视觉效果更佳。采用具体舰船视觉图像对增强技术的性能进行测试与分析,实验结果表明,本文方法的舰船视觉图像效果得到了极大改善,舰船视觉图像信噪比、亮度和对比度均要优于对比技术,为舰船视觉图像增强提供了一种新的技术。     

基于卷积神经网络的舰船图像增强算法

为了改善舰船图像增强效果,提出基于卷积神经网络的舰船图像增强算法,首先采用同态滤波器对原始舰船图像进行预处理,有效压缩舰船图像的动态范围,丰富舰船图像的细节信息,然后引入卷积神经网络对舰船图像色彩进行校正处理和补偿,解决舰船图像偏色问题,最后进行舰船图像增强仿真模拟实验。结果表明,卷积神经网络可以提高舰船图像的对比度,凸显了舰船图像细节,舰船图像的视觉效果优,舰船图像的增强结果要优于对比算法,同时降低了舰船图像增强的时间复杂度,舰船图像增强效率得以提升。     

基于同态滤波的舰船图像增强方法

雷达系统对于舰船的导航、目标探测等有重要作用,受海上恶劣气候条件影响,舰船雷达图像的噪声干扰较大。为了提高舰船雷达图像的成像效果,本文研究一种基于同态滤波的舰船雷达图像增强方法。本文首先介绍了同态滤波算法的原理,然后基于同态滤波算法对传统的雷达图像增强技术进行优化,最后结合雷达图像的质量评价因素(信息熵、对比度等)对该图像增强算法进行改进。     

雾天环境下的舰船图像增强算法研究

为了提高雾天环境下的舰船图像质量,提出一种形态滤波算法和小波变换的雾天环境下舰船图像增强算法。首先采集雾天环境下的舰船图像,并对图像进行形态滤波操作,去掉舰船图像中的噪声,将舰船图像的重要信息保留下来,然后采用小波变换对2幅舰船图像分别进行分解,并对它们进行融合和增强,消除雾天环境对舰船图像的干扰,得到更加清晰的舰船图像,最后与其他算法进行舰船图像增强仿真实验,仿真实验表明本文算法的舰船图像信噪比要高于对比算法,可以对雾天环境中的不利因素进行有效的抑制,得到的舰船图像的视觉效果十分理想,解决了当前雾天环境下舰船图像增强中的难题。     

基于偏微分方程的舰船图像增强研究

舰船图像在采集和传输过程中,受到多种因素的干扰,导致图像细节信息丢失严重,使得图像亮度低,图像质量下降,为了解决该难题,提高图像视觉效果和图像质量,设计了基于偏微分方程的舰船图像增强方法。首先对当前舰船图像增强研究结果进行分析,提出采用小波分析对原始舰船图像进行处理,识别出舰船图像中的噪声,并设置合理的阈值抑制噪声的作用,然后采用偏微分方程模型对舰船图像进行非线性增强变换,突出舰船图像中的细节信息,改善舰船图像的清晰度,最后进行舰船图像增强的仿真测试,结果表明本文方法可以明显增强舰船增强图像亮度,使图像细节信息增加,舰船图像增强结果的评价指标全部优于对比方法的舰船图像增强结果,是一种有效的舰船图像增强方法。     

改进Retinex的红外舰船图像增强算法

传统Retinex的红外舰船图像增强算法能改善图像的视觉效果,但受环境影响因素大,对复杂红外图像处理效果不明显,为此提出改进Retinex的红外舰船图像增强算法。根据灰度映射特殊函数关系,改进Retinex灰度图像增益关系,改善环境参数变化造成的图像阴影;采用傅里叶频域函数实现逆变增强,通过巴特沃斯频域函数去除低频分量,完成频域图像增强算法改进,从而解决复杂红外图像处理不清问题。实验数据表明,该设计算法比传统算法的分辨力高出63.9%,且能够识别更加复杂的图像信息,消除恶劣环境影响。     

基于红外成像的舰船目标实时检测跟踪方法研究

提出一种基于红外成像的舰船目标实时检测与跟踪方法,首先通过图像增强提高信噪比,增强目标轮廓清晰度;接着对红外图像中的水天线进行检测,确定目标所在的候选区域,在候选区域内完成目标的定位检测;最后通过波门跟踪算法对序列图像中的舰船目标进行跟踪。实验结果表明该方法具有较好的准确性和实时性。     

深水沉排水下声纳成像技术及增强方法研究

采用侧扫声纳结合GPS、陀螺仪等,构建深水沉排水下自动成像采集系统。给出了系统数据采集、去噪、数据成像等关键技术的设计和实现方案。研究了深水沉排水下声纳成像色彩映射及图像增强关键技术,提出了一种利用伪彩技术增强深水排体声纳图像清晰度方法,构建了综合图像清晰度评价指标的图像清晰目标优化函数,实现了水下声纳成像色彩增强。     

基于统计量的声呐图像目标检测算法

水下声呐图像目标检测问题是一项重要而困难的工作,采用滑动窗计算图像中各像素点处邻域像素灰度的统计量,利用最大熵图像分割算法确定检测阈值,并利用均值、标准差、偏态和峰度等统计量对算法进行了仿真验证,对声呐图像中的目标回波区和阴影区域均可实现较好的检测效果。结果表明,该方法具有原理简单、运算效率高、实时性好等特点,具有较强的工程应用价值。     

基于几何特征的声呐图像人造目标检测算法

针对高频声呐图像目标检测问题,基于数学形态学算子,提出了一种新的快速目标检测算法.该算法通过定义多尺度多形状的形态结构元素,对各像素点进行形态开闭运算,并采用阈值评判方法实现目标检测.仿真结果表明,该算法具有实时性好、准确度高的特点,并且可有效地克服背景中岩石等自然景物的影响,实现人造目标的准确提取.     

Segmentation of complex objects'' sonar images using parameter-fixed MRF model

The effective method of the recognition of underwater complex objects in sonar image is to segment sonar image into target, shadow and sea-bottom reverberation regions and then extract the edge of the object. Because of the time-varying and space-varying characters of underwater acoustics environment, the sonar images have poor quality and serious speckle noise, so traditional image segmentation is unable to achieve precise segmentation. In the paper, the image segmentation process based on MRF (Markov random field) model is studied, and a practical method of estimating model parameters is proposed. Through analyzing the impact of chosen model parameters, a sonar imagery segmentation algorithm based on fixed parameters' MRF model is proposed. Both of the segmentation effect and the low computing load are gained. By applying the algorithm to the synthesized texture image and actual side-scan sonar image, the algorithm can be achieved with precise segmentation result.     

多波束声纳图像的补偿及其与地形数据的融合

简述了由多波束原始声强数据生成的声纳图在海底底质分类方面的应用中存在的问题,根据同一海底底质的海区对声波的平均反向散射强度随地形成连续变化的规律,提出了差值补偿法,解决了声纳图中由于地形变化所产生的声强信息的损失;在此基础上,根据Lambert法消除了海底地形起伏对声纳图的影响,从而得到只反映海底底质特性的海底声强图。     

Segmentation of complex objects＇ sonar images using parameter-fixed MRF model

The effective method of the recognition of underwater complex objects in sonar image is to segment sonar image into target, shadow and sea-bottom reverberation regions and then extract the edge of the object. Because of the time-varying and space-varying characters of underwater acoustics environment, the sonar images have poor quality and serious speckle noise, so traditional image segmentation is unable to achieve precise segmentation. In the paper, the image segmentation process based on MRF （Markov random field） model is studied, and a practical method of estimating model parameters is proposed. Through analyzing the impact of chosen model parameters, a sonar imagery segmentation algorithm based on fixed parameters＇ MRF model is proposed. Both of the segmentation effect and the low computing load are gained. By applying the algorithm to the synthesized texture image and actual side-scan sonar image, the algorithm can be achieved with precise segmentation result.     

一种基于稀疏表示声纳图像识别方法

提出了一种基于灰度-梯度共生矩阵的稀疏表示声纳图像识别方法.该方法采用灰度-梯度共生矩阵对声纳图像进行特征提取,特征提取结果相比全局的特征提取包含了声纳图像的重要的纹理信息;并结合稀疏表示的分类方法对声纳图像进行识别.实验表明,该方法既满足了对声纳图像进行识别实时性,又提高了识别的准确性.     

Texture image classification using multi-fractal dimension

This paper presents a supervised classification method of sonar image, which takes advantages of both muhi-fractal theory and wavelet analysis. In the process of feature extraction, image transformation and wavelet decomposition are combined and a feature set based on multi-fractal dimension is obtained. In the part of classifier construction, the Learning Vector Quantization (LVQ) network is adopted as a classifier. Experiments of sonar image classification were carried out with satisfactory resuits, which verify the effectiveness of this method.     

基于测距声纳与光视觉的水下目标定位方法研究

针对无人水下航行器作业环境的特殊性以及任务需求,为提高光视觉的定位精度,提出了一种基于测距声纳与光视觉的水下目标定位方法。该方法根据摄像机成像的特点,利用测距声纳与摄像机的几何关系设计水下目标定位算法。本文针对规则的水下目标进行定位算法设计,然后通过对水池试验采集的图像中的目标进行定位验证以及误差分析,证明了该定位系统具有较高的定位精度,满足水下作业的需求。     

贝叶斯假设方法在水声成像声呐阵控制中的应用

在对水中目标轮廓进行水声成像时,可设计声呐阵中各声呐单体对目标分割识别,利用贝叶斯假设方法,解决多声呐单体识别结果的目标最终识别问题,实现声呐阵的有效控制。     

嵌入式零树小波在合成孔径声纳图像压缩中的应用

合成孔径声纳（SAS）图像具有分辨率高、数据量大特点,给数据存储和传输带来困难。由于合成孔径图像像素间具有一定的相关性,采用嵌入式零树小波（EZW）编码算法,利用小波系数的相关特性可以达到压缩图像的目的。文章研究了基于嵌入式零树小波的合成孔径声纳图像的压缩和解码算法,并用合成孔径声纳图像对算法进行了测试,采用峰值信噪比、均方误差、压缩比三项技术指标对图像压缩质量进行了评估。结果验证了基于嵌入式小波零树图像编码算法的合成孔径图像的压缩和解码算法可行性。