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基于声纳图像的水下气体目标检测
| 论文题名： | 基于声纳图像的水下气体目标检测 |
| 关键词： | 水下气体目标检测;多波束测深声纳;图像处理;波束形成算法 |
| 摘要： | 随着海洋工业的发展，人们对水下气体目标的研究也愈发重视。水下气体目标往往和海底矿藏资源密切相关，同时海洋油气开发过程中也普遍伴随着水下气体逸出，因此研究水下气体目标检测技术对开采海洋资源、保护海洋环境具有重要意义。本文依托于国家重大科技专项，根据实际工程需求，针对基于声纳图像的水下气体目标检测技术进行了研究。 首先，本文对国内外多种水下气体目标检测方法进行了概述，通过比较分析突出了应用多波束测深声纳对水下气体目标检测的优势。其次，对波束形成算法进行了研究，针对CBF算法旁瓣高，分辨力差的特点，分别研究了MVDR算法和DCBF算法，并通过仿真试验考察、验证了算法性能。为实现对水下气体目标的检测，本文继续研究了基于声纳图像的图像转化算法、图像预处理算法和图像分割算法。其中，图像转化算法通过插值处理，将极坐标系下的声纳图像转化为笛卡尔坐标系下的声纳图像;图像预处理算法可抑制电路噪声和海底混响干扰，提高成像质量;图像分割算法则是对预处理后的图像分割，成功提取出水下气体目标。最后，针对水下气体目标具有时空变换性的特点，结合Hu不变矩特征和帧间特征对分割后的水下气体目标进行特征提取，并基于支持向量机平台，在检测的基础上还开展了对气体目标的初步辨识研究。 本文通过处理消声水池、松花湖、南海等实际试验数据，验证了各算法的可行性和有效性，实现了基于声纳图像的水下气体目标检测。 |
| 作者： | 钱威昆 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 周天 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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