[發明專利]被動聲吶多目標方位跡提取方法、電子設備及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202010530893.6
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111882585B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 姜可宇;蔡志明;姚直象;秦川
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G06T7/262
• 分類號: G06T7/262;G06T7/136;G06F17/14;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 姚遠方

本發明涉及聲納圖像處理技術領域，尤其是涉及一種被動聲吶多目標方位跡提取方法、電子設備及計算機可讀存儲介質。包括如下步驟：擴展原始方位歷程圖像，獲取擴展方位歷程圖像；設定窗口，在擴展方位歷程圖像上依次獲取系列窗口圖像，對各窗口圖像進行Radon變換，獲得系數矩陣R；將各矩陣R分塊；提取各矩陣R中各分塊的峰值點；將獲取的各矩陣R峰值點歸一化，得到矩陣N；對矩陣N反Radon變換，得到矩陣R中初始目標方位跡，標記為矩陣T；對矩陣T進行二值化處理，得到矩陣M；根據窗口大小和窗口平移像素點數，計算方位跡點檢測次數門限，依據方位跡點檢測次數門限凈化矩陣M，得到最終目標方位跡；截取原始方位歷程圖對應部分，得到提取出來的多目標方位跡。

技術領域

本發明涉及聲納圖像處理技術領域，尤其是涉及一種被動聲吶多目標方位跡提取方法、電子設備及計算機可讀存儲介質。

背景技術

時間方位歷程圖(Bearing Time Recording,BTR)是被動聲納一種重要的信息呈現方式，反映了目標信號與背景噪聲的時空信息。隨著減振降噪技術的發展，艦艇輻射噪聲越來越低，被動聲納方位歷程圖中的目標方位跡越來越不明顯，影響目標檢測與方位估計。從多波束輸出結果中提取目標方位跡的方法主要有三類：基于峰值檢測的方位跡提取方法、基于隱馬爾可模型(Hidden Markov Model,HMM)的方位跡提取方法、基于空間變換的方位跡提取方法。被動聲納的目標信號為目標艦艇的輻射噪聲或目標艦艇上主動聲納發射的信號，背景噪聲為海洋環境噪聲與艦艇自噪聲，基陣接收信號的信噪比較低。而且隨著減振降噪技術的發展，目標艦艇的輻射噪聲越來越低，被動聲納接收信號的信噪比也越來越低，方位歷程圖中的目標方位跡越來越不明顯。

基于峰值檢測的方位跡提取方法一般步驟為：先提取一幀多波束輸出結果的峰值點，記錄峰值點的方位與幅值，然后將方位與幅值信息送入跟蹤濾波器對峰值方位進行遞推預測，從而提取目標方位跡。由于水中環境復雜多變，提取峰值點時，可能出現遺漏或野值，當背景噪聲較大時，基于峰值檢測的方位跡提取方法將失效。HMM對前后狀態的關聯性有很好的建模能力，但此類方位跡提取算法的計算量會隨方位跡數目的增加而迅速變大。

再有，現有的Radon域峰值迭代提取法，為對方位歷程圖進行Radon變換，變換后的系數矩陣記為R，元素個數記為S，利用迭代法提取系數矩陣中的峰值點，處理流程如下：

(1)設定檢測信噪比門限SNR，產生一個與系數矩陣R同等大小的零矩陣M，用來存放滿足信噪比的峰值點，將系數矩陣R賦給迭代矩陣R¹，即R¹＝R；

(2)進行第N(N從1開始)次迭代前，先計算信噪比SNR_N是否滿足檢測信噪比門限。SNR_N＝T_N/u_N，其中

(3)如果SNR_N≥SNR，進行迭代處理否則終止迭代，此時矩陣M中的非0元素即為提取出的峰值點。

這種峰值提取方法使得系數矩陣中一些非軌跡對應的點因為數值較大也被提取出來，進行Radon反變換會導致軌跡提取結果中出現較多干擾。

因此，針對上述問題本發明提供一種被動聲吶多目標方位跡提取方法、電子設備及計算機可讀存儲介質。

發明內容

本發明的目的在于提出一種被動聲吶多目標方位跡提取方法、電子設備及計算機可讀存儲介質，通過被動聲吶多目標方位跡提取方法以解決現有技術存在的由于水中環境復雜多變，提取峰值點時，可能出現遺漏或野值，當背景噪聲較大時，基于現有的峰值檢測的方位跡提取方法將失效，以及HMM對前后狀態的關聯性雖然具有很好的建模能力，但此類方位跡提取算法存在計算量會隨目標方位跡數目的增加而迅速變大的技術問題。

本發明提供的一種被動聲吶多目標方位跡提取方法，包括如下步驟：

擴展原始方位歷程圖像，獲取擴展方位歷程圖像；