專利名稱：一種用于聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領域，特別涉及一種用于聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方 法。
背景技術：
聲納技術在國內外處于迅速發(fā)展的階段，各種聲納試驗，如水池試驗、湖試、海試 等，大量開展。在取得了良好的試驗效果的同時，積累了大量珍貴的試驗信息與實測數(shù)據(jù)。 這些信息和數(shù)據(jù)在為聲納技術的發(fā)展做出貢獻的同時，也為數(shù)據(jù)和信息的存儲、管理帶來 了挑戰(zhàn)。目前用于聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法比較原始，基本上是原樣照搬試驗所 得的信息和數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中，沒有進行針對性的處理。這樣的管理方式雖然有數(shù)據(jù)庫的輔 助，但在數(shù)據(jù)使用上仍然不是十分便利。試驗記錄的數(shù)據(jù)往往時間較長、數(shù)據(jù)量較大，而目 標照射回波只出現(xiàn)在一小段時間內，是整個數(shù)據(jù)中的一小部分。按照現(xiàn)有的管理方式，無法 快速、有效的辨識試驗數(shù)據(jù)是否含有回波數(shù)據(jù)，也無法迅速鎖定含有目標的數(shù)據(jù)段。本發(fā)明 就是為了解決這樣的問題而提出的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，為了解決上述問題，提出一種用于聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 處理方法，能夠快速有效地辨識聲納試驗數(shù)據(jù)是否含有回波數(shù)據(jù)，為聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)奠 定基石出。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出一種用于聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，該方法 是基于一維聲納原始試驗數(shù)據(jù)域進行處理，獲得具有回波內容的原始試驗數(shù)據(jù)段，并存放 在聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的目標回波數(shù)據(jù)表中；所述的用于聲納回波數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理 方法具體步驟包括步驟1)對一段一維聲納原始試驗數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換并作歸一化處理；步驟2~)對所述的步驟1)獲得的頻域變換的結果按照恒定帶寬子帶方法或常數(shù) Q子帶方法進行子帶的劃分獲得η個子帶；其中，Q為每個子帶的中心頻率與對應的帶寬之 比；步驟幻在所述的步驟幻獲得的每個子帶頻帶內按照式(1)對譜線幅值平方求 和；
權利要求
1.一種用于聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，該方法是基于一維聲納原始試驗數(shù)據(jù) 域進行處理，獲得具有回波內容的原始試驗數(shù)據(jù)段，并存放在聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的目標回 波數(shù)據(jù)表中；所述的用于聲納回波數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法具體步驟包括步驟1)對一段一維聲納原始試驗數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換并作歸一化處理； 步驟幻對所述的步驟1)獲得的頻域變換的結果按照恒定帶寬子帶方法或常數(shù)Q子 帶方法進行子帶的劃分獲得η個子帶；其中，Q為每個子帶的中心頻率與對應的帶寬之比； 步驟幻在所述的步驟幻獲得的每個子帶頻帶內按照式(1)對譜線幅值平方求和；El=YjESErSf(1)7=1其中，ES&表示為單根譜線能量，Sf表示為頻率采樣間隔，Iii表示為子頻帶i內的譜 線數(shù)量；步驟4)根據(jù)所述的步驟幻獲得的每個子帶的能量，按照式( 獲得的比值ε與經 驗值做比較來判斷該段數(shù)據(jù)中是否含有目標回波；當ε大于等于經驗值時，則該段數(shù)據(jù)中 含有目標回波，將一維原始試驗數(shù)據(jù)添加入數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的目標回波數(shù)據(jù)表中；當ε小 于經驗值時，則該段數(shù)據(jù)中沒有目標回波；其中，經驗值由樣本得到； c= MAXjEx,E2,...,En)⑵~ MEAN(EvE2W)En) 式中，MAX(E1, E2, ... , En)表示η個子帶中能量最大的子帶能量；MEAN(E1, E2, ... , En) 表示η個子帶能量平均值。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述 的恒定帶寬子帶方法即均勻劃分每個子帶的帶寬。
3.一種用于聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，該方法是基于二維聲納原始試驗數(shù)據(jù) 圖像域進行處理，獲得具有回波內容的原始試驗數(shù)據(jù)段，并存放在聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的目 標回波數(shù)據(jù)表中；所述的用于聲納回波數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法具體步驟包括步驟1)對一段聲納試驗數(shù)據(jù)通過波束形成方法形成聲納圖像；聲納圖像中的每一行 對應一次聲納波束照射后返回的數(shù)據(jù)；步驟幻將所述的步驟1)獲得的聲納圖像預處理，然后進行圖像處理得到二值圖像； 步驟幻根據(jù)所述的步驟幻獲得的二值圖像中的亮區(qū)進行連通成分編號標記； 步驟4)所述的步驟幻獲得的編號中對應的亮區(qū)所占有的像素點數(shù)分別與圖像的整 個像素數(shù)之比，根據(jù)最大的比值來區(qū)分目標回波圖像和噪聲圖像；當最大的比值小于設定 的判定閾值Tr時，判決為目標回波圖像；否則，判定為噪聲圖像；其中，Tr的取值根據(jù)樣本 的訓練結果得到；步驟幻根據(jù)所述的步驟1)獲得的聲納圖像中的每一行對應一次聲納波束照射后返 回的數(shù)據(jù)，對所述的步驟4)的目標回波圖像對應地獲得具有回波內容的聲納原始試驗數(shù) 據(jù)段，將數(shù)據(jù)添加入數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的目標回波數(shù)據(jù)表中。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于聲納回波數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于， 所述的步驟1)中，所述的波束形成方法采用按照式(3)時域上延時相加得
5.根據(jù)權利要求3所述的用于聲納回波數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于， 所述的步驟幻中的預處理方法包括濾波。
6.根據(jù)權利要求3所述的用于聲納回波數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于， 所述的步驟幻中的圖像處理先采用均值-標準差的閾值分割方法對預處理后的圖像進行 分割，然后運用數(shù)學形態(tài)學圖像處理方法對分割后的圖像進行處理。
7.根據(jù)權利要求6所述的用于聲納回波數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于， 所述的數(shù)學形態(tài)學圖像處理方法采用以半徑3個像素的圓為單位對圖像進行開運算和閉 運算。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于聲納數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，首先對一段聲納試驗數(shù)據(jù)通過波束形成方法形成聲納圖像；聲納圖像中的每一行對應一次聲納波束照射后返回的數(shù)據(jù)；然后將獲得的聲納圖像預處理，然后進行圖像處理得到二值圖像；根據(jù)獲得的二值圖像中的亮區(qū)進行連通成分編號標記；將獲得的編號中對應的亮區(qū)所占有的像素點數(shù)分別與圖像的整個像素數(shù)之比，根據(jù)最大的比值來區(qū)分目標回波圖像和噪聲圖像；當最大的比值小于設定的判定閾值Tr時，判決為目標回波圖像；否則，判定為噪聲圖像。最后根據(jù)目標回波圖像對應地獲得具有回波內容的聲納原始試驗數(shù)據(jù)段，將數(shù)據(jù)添加入數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的目標回波數(shù)據(jù)表中。
文檔編號G06F17/30GK102073711SQ201010622889
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權日2010年12月29日
發(fā)明者張揚帆, 張春華, 李昌志, 田杰 申請人:中國科學院聲學研究所