收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水下目标声图像多分辨率分析及识别研究

汤春瑞  
【摘要】:水下声成像探测近年来应用范围越来越广泛,军事目标识别、海底地形测绘、海底石油探测、桥梁建设、码头建设等。由于水下声场环境的复杂性和声纳设备成像的非线性,所采集到的水下声纳图像具有对比度低、成像质量差、目标物与背景之间对比度低等特点,这些特点对后续的声纳图像目标检测与识别分析等工作带来了很大的难度。多分辨率分析通过基函数的伸缩、平移等运算对信号进行多尺度细化分析,能有效地从信号中提取信息,是目前国际公认的信号与信息处理领域的高新技术,是信号处理的前沿课题和研究热点。它在信号滤波、图像去噪、图像融合、图像识别等领域的应用越来越多地受到人们的重视。 本论文主要研究多分辨率分析及其在图像处理中的应用,主要在基阵信号降噪以及声图像去噪、融合、识别四个方面进行了研究。 首先,对水下声成像设备前端传感器声学阵列的工作原理进行了概括性叙述与分析。由于背景噪声复杂,接收到的信号往往会被噪声污染,严重影响目标检测与分类结果的有效性和可靠性,提出基于表面波变换的水下多传感器阵列信号降噪方法。对实际水声信号的降噪处理实验表明,实现了基阵信号的并行处理,得到了较为满意的降噪效果。此方法不仅利用了水下基阵信号间的相关性等统计特性,又利用了表面波变换的移不变性,使水下目标信号的检测、识别更准确。表明该降噪方法对舰船信号进行降噪处理是一种行之有效的方法。 其次,对常用的多分辨率变换的概念及去噪方法进行了概括性的介绍与分析。阐述了水下目标声图像的成像机理及声图像的统计特性。针对声纳图像对比度差、不易判别边缘及细节的特点,提出了两种基于多分辨率的声纳图像去噪方法。他们分别为:基于NSCT循环抽样声纳图像去噪方法、基于Surfacelet和多向Cycle Spinning的图像去噪方法。这些方法具有多向性,平移不变性,图像信息并行处理,信息利用率高,并且通过仿真实验,验证了这些去噪方法的有效性和优越性。 再次,为了将多波束声纳的数字信息与侧扫声纳的数字信息相融合,提出了基于Surfacelet的声图像融合方法。该方法利用Surfacelet变换的系数特点,有效准确地提取图像边界和细节区域,融合过程将系数分类,分别在不同频率上采用不同的融合方法,可以有效利用待融合图像中的有价值信息。低频子带采用线性平均进行融合;带通边缘分细节区,非细节区,采用不同的融合规则;高频部分参考窗口能量值融合。此方法不仅提高了融合后声纳图像中的信息量和清晰度,而且充分利用了Surfacelet变换的平移不变性,融合过程中的相应运算不会令输出结果局部失真。基于Retinex模型对声纳图像分解后进行融合处理,有效利用了声纳图像暗区信息。将提出的方法应用于MBES声图像和SSS声图像融合,效果好于基于最大值、拉普拉斯、对比度融合以及基于离散小波变换的融合方法。 最后,对常用的图像特征提取技术及模式识别方法进行了概括性的介绍与分析。针对高分辨率声纳图像可以提供丰富的海底纹理信息的特点,基于多分辨率工具以纹理作为底质特征采取适当的识别算法进行声图像识别。提出了基于Retinex模型和Surfacelet变换声图像纹理图像识别方法。该方法充分利用了声图像暗区信息,仿真结果表明识别率好于其他方法。 综上所述,本文研究了基于多分辨率方法在声图像处理中的应用,并针对目前该领域中存在的不足,设计相应算法进行改进。仿真实验证实,本文所应用的算法和提出的改进方案,均能够获得很好的效果。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 徐遵义;黄东武;赵洪銮;;水下地形辅助导航新方法仿真[J];舰船科学技术;2012年06期
2 许文海;续元君;董丽丽;李瑛;;基于水平集和支持向量机的图像声呐目标识别[J];仪器仪表学报;2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘丹丹;基于声纳图像多分辨率处理的目标检测与跟踪[D];哈尔滨工程大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈晓东;朱俊杰;郭华东;邵芸;范湘涛;;基于小波变换和局部相关系数改进IHS变换的图像融合方法[J];地理与地理信息科学;2005年06期
2 邓承志,汪胜前,钟华,刘祝华,邹道文;基于Contourlet变换的图像去噪算法[J];电视技术;2004年10期
3 杨?,杨万海,裴继红;基于小波分解的不同聚焦点图像融合方法[J];电子学报;2001年06期
4 杨?,梁继民,杨万海,裴继红;基于进化策略和IHS变换的图像融合方法[J];电子学报;2001年10期
5 焦李成,侯彪,刘芳;基函数网络逼近:进展与展望[J];工程数学学报;2002年01期
6 王文波;羿旭明;费浦生;;基于曲波系数相关性的去噪算法[J];光电子·激光;2006年12期
7 高印寒;周晓华;梁杰;常鑫;;数据融合技术在声全息测量中的应用[J];光学精密工程;2007年07期
8 张强;郭宝龙;;应用第二代Curvelet变换的遥感图像融合[J];光学精密工程;2007年07期
9 ;Underwater sonar image recognition based on gray-spatial histograms[J];Journal of Marine Science and Application;2003年01期
10 刘卓夫,桑恩方;小波域声纳图像识别[J];哈尔滨工程大学学报;2003年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘卓夫;基于图像内容的水下目标识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 阳凡林;多波束和侧扫声纳数据融合及其在海底底质分类中的应用[D];武汉大学;2003年
3 刘晨晨;高分辨率成像声纳图像识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 徐小哲;小尺度基阵空气声被动定向[D];西北工业大学;2005年
2 褚德欣;利用声纳技术对水下抛投体及根石探测定位方法的研究[D];太原理工大学;2006年
3 肖燕峰;基于Retinex理论的图像增强恢复算法研究[D];上海交通大学;2007年
4 廖风云;潜艇辐射噪声测量及被动测距研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙冬;吴先良;明军;;基于小波域分形编码的图像去噪[J];合肥师范学院学报;2009年03期
2 蔡薇;郭洪海;隋学艳;杨丽萍;;基于混合像元分解提取小麦种植面积的技术与方法研究[J];山东农业科学;2009年05期
3 纪启国;;利用小波变换对图像进行像素级融合[J];安徽职业技术学院学报;2008年01期
4 戴晓琴;;浅谈遥感技术在土地利用中的应用[J];安徽农学通报;2008年23期
5 陈会明;;浅谈遥感技术在农业生产中的应用[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年19期
6 陈会明;;浅析遥感技术在我国土地利用调查中的应用[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年21期
7 张莉娜;;土壤表层有机质空间分析的遥感技术应用综述[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年17期
8 邢炜光;;遥感蒸散估算研究进展[J];安徽农学通报(上半月刊);2012年11期
9 黄树春;李书;薛重生;;基于Quick Bird影像的城市绿地景观信息提取研究[J];安徽农业科学;2007年02期
10 申海建;郭荣中;江艺明;黎雄5;;基于RS和GIS的土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以北京市为例[J];安徽农业科学;2008年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨为民;李龙澍;;基于GIT的信息融合在农业信息中的应用[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 饶欢;张智勇;;一种基于ENVI的区域环境分析方法[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
3 许军强;白朝军;孙珂;王明常;;基于TES算法的地表温度反演应用研究[A];河南地球科学通报2009年卷(上册)[C];2009年
4 李耀军;潘泉;杨峰;李军伟;朱英;;基于多源信息融合的无人机感知与规避研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 郭朝辉;龚亚丽;;利用环境减灾卫星进行干旱灾害监测研究[A];全国旱情监测技术与抗旱减灾措施论文集[C];2009年
6 卓睿;陈宗海;陈春林;;移动机器人的传感器数据融合[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
7 傅新;刘高焕;黄翀;刘庆生;;人工堤坝影响下的黄河三角洲海岸带生态特征分析[A];全国地质制图与GIS学术论坛论文集[C];2011年
8 邓书斌;秦禹;;ENVI/IDL在农业遥感中的技术框架研究[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
9 郭朝辉;亓雪勇;龚亚丽;;环境减灾卫星监测森林火灾应用研究[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
10 王卓君;;基于ETM+数据的南京地区土地利用分类制图[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
2 孟凡彬;基于随机集理论的多目标跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 武心安;未知环境下自主式水下潜器路径规划问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 姜延吉;多传感器数据融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 么彬;多子阵波束域高分辨水声成像技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 陈韶斌;基于知识推理和视觉机理的遥感图像目标识别方法研究[D];华中科技大学;2010年
8 陈雁;可见光遥感图像分割与提取研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 李先锋;基于特征优化和多特征融合的杂草识别方法研究[D];江苏大学;2010年
10 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李硕;基于Vis/NIR光谱不同粒径下土壤碳氮的预测研究[D];华中农业大学;2010年
2 韩筱婕;基于城市热岛减缓的湖泊湿地景观功能连通性研究[D];华中农业大学;2010年
3 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
4 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
5 林营;基于小波变换的刑事图像处理研究[D];山东科技大学;2010年
6 焉杰;多传感器时滞系统信息融合及其仿真[D];山东科技大学;2010年
7 胡红;矿区植物胁迫作用与遥感信息提取[D];山东科技大学;2010年
8 张明军;基于小波包最优树的图像融合技术研究[D];山东科技大学;2010年
9 张京钊;基于LUCC与RS/GIS的济南市生态安全评价[D];山东科技大学;2010年
10 邢著荣;基于辐射传输模型和CHRIS数据反演春小麦LAI[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩冰;王永明;;基于一种快速归一化积相关算法的图像匹配研究[J];兵工学报;2010年02期
2 吴一全;吴加明;占必超;;一种可有效分割小目标图像的阈值选取方法[J];兵工学报;2011年04期
3 于家城;宋春雷;晏磊;陈家斌;;多波束声纳数字测深与改正模型[J];北京大学学报(自然科学版);2008年03期
4 邓承志,汪胜前,钟华,刘祝华,邹道文;基于Contourlet变换的图像去噪算法[J];电视技术;2004年10期
5 徐胜;彭启琮;管庆;赵明渊;;一种基于支持向量机的三维物体识别方法[J];电子测量与仪器学报;2009年04期
6 逯新华;史忠科;;基于动态模板匹配的空中运动目标检测与跟踪控制[J];电子测量与仪器学报;2010年10期
7 黄沛杰;朱立华;刘学慧;吴恩华;王传铭;;针对实时视觉通信的图像序列自动提炼[J];电子学报;2009年S1期
8 李昱川;田铮;刘向增;徐海霞;;SAR图像多尺度配准的小波域最小割模型方法[J];电子学报;2010年09期
9 宋晓峰;王爽;刘芳;;基于区域MRF和贝叶斯置信传播的SAR图像分割[J];电子学报;2010年12期
10 侯一民;郭雷;;一种基于马尔可夫随机场的SAR图像分割新方法[J];电子与信息学报;2007年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 吕娜;图像匹配与跟踪研究[D];西安交通大学;2008年
2 冯庆堂;地形匹配新方法及其环境适应性研究[D];国防科学技术大学;2004年
3 尚政国;多分辨率分析及其在图像处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 胡玉薇;基于分形理论的水声图像分割与识别[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王兴梅;水下声呐图像目标分割方法的研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2008年
3 周娟;基于形状学习和曲线演化的医学图像分割研究[D];上海交通大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 詹曙;李敏;徐甲甲;蒋建国;;局域化互信息度量的ACM下医学图像的分割[J];电子测量与仪器学报;2013年04期
2 杨成;夏伟杰;杨康;周建江;;多波束成像声呐调理采集电路的设计[J];电子测量技术;2013年12期
3 朱坚民;雷静桃;翟东婷;黄之文;;基于灰关联分析和模糊隶属度匹配的球形水果自动识别方法[J];仪器仪表学报;2012年08期
4 吴东升;王大志;杨青;王安娜;;基于ACPSO优化SVR的棒材连轧轧制力预测研究[J];仪器仪表学报;2012年11期
5 王宏健;王晶;曲丽萍;刘振业;;基于模糊自适应Hough变换的海洋环境特征提取[J];仪器仪表学报;2013年01期
6 陈强;田杰;黄海宁;张春华;;基于统计和纹理特征的SAS图像SVM分割研究[J];仪器仪表学报;2013年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吴东升;钛合金棒材连轧过程的智能优化控制方法研究[D];长春理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 黄莺;基于CKF的SINS/DVL组合导航系统设计与仿真[D];哈尔滨工程大学;2013年
2 钟志伟;不变矩的光照、模糊不变性及三维航天器的识别算法研究[D];南京航空航天大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋正刚,郑波;小波变换理论在炸药装药安全性检验中的应用[J];安全与环境学报;2004年02期
2 章新华;水下目标自动识别的核心技术[J];兵工学报;1998年03期
3 卓力;匹配场被动定位方法的优化研究[J];北京工业大学学报;1999年03期
4 崔岩梅,倪国强,钟堰利,王毅,钮永胜;利用统计特性进行图像融合效果分析及评价[J];北京理工大学学报;2000年01期
5 刘晨晨,桑恩方;基于数学形态学的水声图像处理[J];吉林大学学报(信息科学版);2003年S1期
6 梁开龙;海洋测绘与海战地理环境信息保障[J];测绘工程;2001年01期
7 孔令罔,张旭亮;GVLF及人眼灰视觉特性的研究[J];测绘通报;2001年01期
8 翟国君,黄谟涛,欧阳永忠,管铮;海洋测绘的现状与发展[J];测绘通报;2001年06期
9 徐卫明,梁开龙,邱文东;测深信息处理的最佳小波门限滤波法[J];测绘学报;1999年02期
10 毛卫宁;水下被动定位方法回顾与展望[J];东南大学学报(自然科学版);2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 杨德森;战国辰;刘星;;低噪声水下目标辐射噪声测量的新方法研究[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
2 章林柯;何琳;朱石坚;;潜艇主要噪声源识别及贡献比计算方法综述[A];第十届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 裴继红;基于模糊信息处理的图像分割方法研究[D];西安电子科技大学;1998年
2 刘卓夫;基于图像内容的水下目标识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 宋新见;数字式噪声目标被动测距声纳研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
4 阳凡林;多波束和侧扫声纳数据融合及其在海底底质分类中的应用[D];武汉大学;2003年
5 张震;医疗内窥镜视觉导航技术研究[D];上海大学;2006年
6 赵春晖;数字形态滤波器理论及其算法研究[D];哈尔滨工业大学;1998年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马文驷;多分类器融合模式识别方法研究[D];西安电子科技大学;2002年
2 宋芳莉;图像边缘检测中的方法研究[D];西北大学;2002年
3 潘翔;基于多分类器集成的模式识别研究[D];浙江工业大学;2002年
4 袁杰;分形算法与应用研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
5 刘晨晨;数学形态学图象处理算法应用研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
6 宁晓菊;基于脉冲耦合神经网络的图像检索与数据聚类[D];西安电子科技大学;2004年
7 王美华;不变量理论在模式识别中的应用[D];燕山大学;2004年
8 谢华英;图像去噪的偏微分方程方法及其应用[D];国防科学技术大学;2003年
9 梅雪;基于小波分析的自动目标识别系统中二维图像的特征提取与识别方法研究[D];东南大学;2004年
10 王彪;声纳图像的处理及目标识别技术研究[D];西北师范大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪滨,王有德;扩散泵振动对SEM的影响与消除振动[J];真空科学与技术;1990年01期
2 王俊一,王乘,孙涛;小波变换阈值选取的博弈与图像边缘点检测[J];微机发展;2005年04期
3 李东旭;;Delphi实现图像边缘检测[J];电脑编程技巧与维护;2009年S1期
4 周颢,戚飞虎;一种新的图像边缘检测算法[J];计算机工程;2003年18期
5 周舒;;基于数学形态学的图像边缘检测研究[J];科教文汇(上旬刊);2008年08期
6 黄炯;图像边缘处理[J];电视字幕.特技与动画;2000年09期
7 曾友州;胡莹;曾伟一;郑晓霞;;提取数字图像边缘的算法比较[J];成都航空职业技术学院学报;2009年04期
8 张玉明,许曼;B超图像边缘增强技术的实现方法[J];电子技术;1997年09期
9 刘刚;韩建栋;;一种新的基于梯度的2*图像插值算法[J];红外技术;2006年06期
10 胡德明;;一种基于模糊梯度算法的图像边缘检测方法[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2006年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄晓山;;数字图像处理及其在医学上的应用[A];2009年浙江省医学工程学术年会论文汇编[C];2009年
2 薛玉涵;钱亮;鞠浩;;基于模糊噪声配套图像的去运动模糊方法[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
3 陈春宁;田睿;王毅楠;;基于色差插值的BAYER格式图像色彩复原实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
4 罗强;任庆利;;基于局部IFS理论提取图像边缘[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
5 徐庆伟;刘洲峰;李春雷;;一种基于小波变换的图像边缘检测算法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
6 蒋奇;高瑞;王雷;;管道漏磁场影响因素的研究[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
7 卢汉明;高德俊;;基于多尺度变换相结合的图像增强算法[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
8 项昱晖;江开勇;夏涛;;基于动态域值的鞋帮图像边缘提取方法[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
9 项昱晖;江开勇;夏涛;;基于动态域值的鞋帮图像边缘提取方法[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
10 王彦锟;刘方;;一种快速稳健的图像旋转角度估计算法[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;用三星数码DigimaxMaster软件处理照片[N];科技日报;2007年
2 ;B超术语解释[N];农村医药报(汉);2008年
3 陕西 瞿贵荣;彩电特殊故障检修五例[N];电子报;2007年
4 于亮、阿鲲;技术“扫”天下[N];中国计算机报;2002年
5 晶 莹;三星新推精细大屏等离子显示器[N];中国质量报;2005年
6 马骏睿 皓月;制作版画效果图片[N];中国摄影报;2007年
7 ;天敏随心录电视盒[N];中国电脑教育报;2004年
8 ;体验决定一切[N];中国计算机报;2003年
9 秦风;S9500——务实者的选择[N];中国摄影报;2006年
10 张文;爱国者“双拳”出击PC市场[N];通信产业报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩永华;农田图像的统计迭代分割方法研究[D];浙江大学;2011年
2 陈少波;SAR图像相干斑抑制算法研究[D];华中科技大学;2010年
3 陈玫玫;手指静脉图像的去噪与分割算法研究[D];吉林大学;2010年
4 陈国忠;SAR图像纹斑噪声抑制算法研究[D];上海交通大学;2008年
5 康文炜;冠状动脉造影图像的分割方法研究[D];吉林大学;2010年
6 邢坤;基于可见光遥感图像的典型目标识别关键技术研究及其系统实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 邢坤;基于可见光遥感图像的典型目标识别关键技术研究及其系统实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 李小兵;MRI图像脑肿瘤分割与EEG脑癫痫检测的研究[D];大连理工大学;2010年
9 王继阳;基于高分辨率航空遥感立体图像的建筑物三维重建技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
10 闫子飞;面向中医舌诊的舌下静脉特征获取与分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈建;基于脑出血CT图像的分割与提取算法研究[D];安徽大学;2012年
2 王珊;X射线冠脉造影图像的血管分割方法研究[D];兰州大学;2012年
3 高星星;基于稀疏分解的SAR图像抑制斑点噪声算法的研究[D];天津理工大学;2011年
4 陈益新;基于DM6467的工件表面质量图像高速采集与处理技术研究[D];杭州电子科技大学;2012年
5 李富城;多极化SAR图像地物分类技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
6 关辉;基于Directionlet变换的SAR图像噪声抑制及边缘检测[D];西安电子科技大学;2010年
7 陈国强;准双曲面齿轮接触图像齿形轮廓和接触斑点的二维重构[D];河南理工大学;2010年
8 滕扬;基于改进的BP神经网络肺部CT图像的结节识别[D];吉林大学;2011年
9 李动节;嵌入式图像压缩编解码研究[D];郑州大学;2011年
10 王百超;图像PDE滤波和盲恢复技术的理论研究及其在IVUS图像处理中的应用[D];山东大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026