海底小目标多波束前视声呐图像智能处理方法研究

海底物体搜寻、海底捞救、海底探宝、海底生物观察研究、海底施工、智能水下机器人航行避碰以及海洋军事活动等多方面都涉及海底小目标自动识别。将多波束前视成像声呐应用于海底小目标自动识别，图像智能处理是关键是基础。项目研究海底小目标多波束前视声呐图像智能处理的三个科学问题：海底小目标可疑区自动搜索定位、图像散斑噪声自动抑制和图像多区域自动分割。这三个尤其是后两个科学问题是声呐图像处理领域的难题。拟将申请人提出的变尺寸组合窗口概念与遗传算法结合建立适用于大尺寸图像的海底小目标可疑区自动搜索定位方法；拟将申请人提出的属性直方图概念与Rough sets理论和小波变换结合建立声呐图像散斑噪声自动抑制方法；拟利用申请人提出的属性直方图概念，对声呐图像进行系列的多区域自动分割，通过对系列边缘模糊聚类准确提取目标边缘。利用上述研究思路，期望解决上述三个科学问题或为其提供新的解决方法，形成具有一定原创性的成果。

海底资源（油气、金属矿物质、硫化物等）勘探、海底钻井、海底物体搜寻、海底捞救、海底“黑烟囱”探测、海洋地质研究（海底地貌、构造地貌等）、海底生物研究、海底光缆埋设、海洋环境保护、水下航道测量和整治、渔业养殖捕捞与渔场管理、水下施工、堤坝安全检测、智能水下机器人航行与避碰以及海洋军事应用（水雷、潜艇探测、舰船航行安全）等多方面都涉及海底小目标自动识别。将多波束前视成像声呐应用于海底小目标自动识别，图像自动识别是关键是基础。而图像底层智能处理是图像自动识别的基础。项目主要研究海底小目标多波束前视声呐图像智能处理方法。这里的海底小目标多波束前视声呐图像智能处理方法主要指大尺度多波束前视声呐图像中海底小目标可疑区自动搜索定位方法、海底小目标多波束前视声呐图像散斑噪声自动抑制方法、海底小目标多波束前视声呐图像多区域自动分割方法。声呐图像散斑噪声自动抑制和图像多区域自动分割是声呐图像处理领域公认的难题。将我们提出的变尺寸组合窗口概念与遗传算法结合建立了适用于大尺寸图像的海底小目标可疑区自动搜索定位方法；将我们提出的属性直方图概念与Rough sets理论和小波变换结合建立了声呐图像散斑噪声自动抑制方法；利用我们提出的属性直方图概念，对声呐图像进行系列的多区域自动分割，通过对系列边缘模糊聚类或取其几何中心准确提取目标边缘。本项目研究为多波束前视声呐图像中海底小目标可疑区自动搜索定位、海底小目标多波束前视声呐图像散斑噪声自动抑制、海底小目标多波束前视声呐图像多区域自动分割提供了新的解决方案。这些成果均具有原创性。另外，我们还探索地研究了海底小目标多波束前视声呐图像散斑噪声自动抑制、海底小目标多波束前视声呐图像多区域自动分割的一些其它方法。海底小目标多波束前视声呐图像智能处理方法的研究将推动和拓展多波束前视成像声呐的应用，可以为诸多领域海底小目标自动识别的需要服务，具有广阔的应用前景、巨大的经济效益、显著的社会效益、突出的军事意义和重要的科学意义。