基于多维度声学特征优选的多波束海底底质分类 被引量：1

1

作者 宋佰万 付明生 +1 位作者 崔晓东 牛冲 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期198-209,共12页

海底表层底质分布信息的准确获取在构建海洋基础地理数据库中发挥着重要作用。目前,多波束是实现大范围海底底质分类的有效手段之一,基于多波束测深和反向散射强度数据所派生的声学特征被广泛应用于底质分类建模。然而,随着特征维度的增... 海底表层底质分布信息的准确获取在构建海洋基础地理数据库中发挥着重要作用。目前,多波束是实现大范围海底底质分类的有效手段之一,基于多波束测深和反向散射强度数据所派生的声学特征被广泛应用于底质分类建模。然而,随着特征维度的增加,特征空间中存在的无关和冗余特征严重影响底质分类精度。为了定量评估声学特征对底质类别的表征能力,并消除无效特征对分类结果的干扰,本文提出了基于多维度声学特征优选的海底底质分类方法。首先,结合实际底质样本的物理属性对多维特征进行排序和优选,排除冗余和无关特征。其次,分别应用支持向量机、随机森林和深度信念网络构建海底底质监督分类模型。通过利用爱尔兰海南部多波束调查数据和实地取样信息进行试验,结果表明提出方法对海底底质的总体分类精度和Kappa系数分别最高达到了86.20%和0.834,相较于主成分分析和熵指标特征选择方法有明显提高,突出了该方法在海底底质探测及制图的应用潜力。 展开更多

关键词 海底底质分类 多波束测深系统 特征优选 反向散射强度 海底地形

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多特征主成分分析与声图相结合的海底底质分类 被引量：3

2

作者 马飞虎 孙翠羽 +1 位作者 康永红 刘智敏 《应用科学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期374-380,共7页

通过提取多种回声特征构造全特征向量,并对全特征向量进行主成分分析,计算出对底质分类贡献率最大的特征组,实现海底底质的分类.采用两种分类方法对胶州湾实测数据进行比较,可得出下列结论:应用多特征主成分分析与声图相结合的分类结果... 通过提取多种回声特征构造全特征向量,并对全特征向量进行主成分分析,计算出对底质分类贡献率最大的特征组,实现海底底质的分类.采用两种分类方法对胶州湾实测数据进行比较,可得出下列结论:应用多特征主成分分析与声图相结合的分类结果优于单纯使用声纳图像的分类结果. 展开更多

关键词 特征提取 全特征向量 主成分分析 海底底质分类

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基于二次反锐化掩模的多特征侧扫声纳成像海底底质分类 被引量：6

3

作者 杨词银 许枫 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1841-1844,共4页

提出了一种二次反锐化掩模算子(QUM),用于从图像中提取等比重的边缘和细节信息.把图像的平均边缘细节量(QUM)、平均纹理能量(TEM)和标准差(σ)相结合,构成本文的三维特征矢量(QUM,TEM,σ),用于对侧扫声纳海底图像进行底质分类.利用该特... 提出了一种二次反锐化掩模算子(QUM),用于从图像中提取等比重的边缘和细节信息.把图像的平均边缘细节量(QUM)、平均纹理能量(TEM)和标准差(σ)相结合,构成本文的三维特征矢量(QUM,TEM,σ),用于对侧扫声纳海底图像进行底质分类.利用该特征矢量(QUM,TEM,σ)对泥、沙、石三种类型海底的150幅侧扫声纳图像进行分类实验,获得了最高96.7%、最低90.7%的识别率,而利用常用的灰阶共生矩阵方法的分类识别率为87.3%,表明本文方法能较好地用于海底底质分类. 展开更多

关键词 二次反锐化掩模 纹理能量 海底底质分类 侧扫声纳成像

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多波束海底底质分类软件Simrad Triton的应用 被引量：4

4

作者 唐秋华 刘忠臣 周兴华 《海洋测绘》 2002年第4期21-24,共4页

研究了利用声学信号对海底底质自动分类的技术。介绍了挪威Simrad公司海底底质分类软件Triton的分类原理 ,它所应用的分类方法及其软件的体系结构。最后 ,用实例来说明SimradTriton在海底底质分类中的应用。

关键词 声学信号 底质 分类软件 海洋测量 海底底质分类软件 SimradTriton

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基于多波束背向散射数据的海底底质分类 被引量：3

5

作者 罗伟东 郭军 《海洋地质前沿》 CSCD 2017年第8期57-62,共6页

基于精细处理后的多波束数据生成背向散射影像图,利用灰度纹理共生阵提取影像纹理特征参数,采用支持向量机的神经网络(SVM)对背向散射影像进行底质分类研究。通过实测大面积、海量数据对该方法进行评价和验证,结果表明,该方法可获得比... 基于精细处理后的多波束数据生成背向散射影像图,利用灰度纹理共生阵提取影像纹理特征参数,采用支持向量机的神经网络(SVM)对背向散射影像进行底质分类研究。通过实测大面积、海量数据对该方法进行评价和验证,结果表明,该方法可获得比传统分类方法更高的分类精度,这种面状的分类弥补了传统点状分类的缺陷,使得大规模、大范围、高效快速的海底底质分类成为可能,为海洋地质调查、海洋工程建设、海底矿产资源开发等提供一种新型的科学的技术方法和可靠的地质基础资料。 展开更多

关键词 背向散射 海底底质分类 支持向量机 灰度共生矩阵 纹理特征

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基于相空间方法的海底底质分类 被引量：1

6

作者 任新敏 徐铭 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期574-578,共5页

基于相空间重构方法,从海底回波信号的相平面和相空间中提取了三个特征量:一阶距、相似序列重复度和熵,应用于海底底质分类。通过对海上实验数据的分析表明:这三个特征参数能有效地将两类海底分开,结果与海底采样分析吻合良好。

关键词 相空间重构方法 海底底质分类

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基于声纳图像纹理特征的海底底质分类方法研究 被引量：8

7

作者 赵永祯 唐劲松 钟何平 《海洋测绘》 CSCD 2015年第3期60-63,共4页

一般不同底质的海底声纳图的纹理特征不同。重点分析了不同底质声纳图像纹理特征的差异,为底质分类的实现提供了基础。并提取了海底声纳图像的灰度共生矩阵,将灰度共生矩阵的统计特征作为特征向量。最后应用自组织迭代(ISODATA)分类算... 一般不同底质的海底声纳图的纹理特征不同。重点分析了不同底质声纳图像纹理特征的差异,为底质分类的实现提供了基础。并提取了海底声纳图像的灰度共生矩阵,将灰度共生矩阵的统计特征作为特征向量。最后应用自组织迭代(ISODATA)分类算法依据对特征向量进行分类,从而实现了海底底质的划分。 展开更多

关键词 海底底质分类 声纳图像 纹理 GLCM ISODATA

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顾及声图纹理特征的海底底质分类方法研究

8

作者 孙超 边刚 +1 位作者 金绍华 王美娜 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2021年第5期65-68,共4页

针对目前海底底质分类要素单一造成的底质分类类别不够细致和底质信息获取效率低等问题,提出一种顾及声图纹理特征的海底底质分类方法,综合利用海底底质来源、地理等属性以及声图纹理特征等分类要素,进一步细化海底底质类别,解决了海底... 针对目前海底底质分类要素单一造成的底质分类类别不够细致和底质信息获取效率低等问题,提出一种顾及声图纹理特征的海底底质分类方法,综合利用海底底质来源、地理等属性以及声图纹理特征等分类要素,进一步细化海底底质类别,解决了海底底质分类信息混淆或表达不充分等问题。实例数据分析表明,该分类方法克服了传统方法单一考虑底质粒度信息的缺点,可以真实反映海底底质的时空变化特性以及一定范围内的表面起伏特征,并且所包含的海底底质分类信息量更全面,从而可以为用户提供直接形象的海底底质信息。 展开更多

关键词 海底底质分类 来源属性 地理属性 分类方法 声图纹理特征

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空间适应性分割尺度下的海底底质声学图像分类

9

作者 尚晓东 董理 +1 位作者 赵建虎 张志强 《兵工学报》 北大核心 2025年第5期133-143,共11页

针对目前面向对象的海底声学图像分类中分割尺度的确定存在经验性和受人为因素影响显著等问题,提出一种以混淆指数作为客观指标的空间适应性分割尺度确定方法。通过给定一组分割尺度,计算得到对应的分割对象的回波强度均值和标准差。采... 针对目前面向对象的海底声学图像分类中分割尺度的确定存在经验性和受人为因素影响显著等问题,提出一种以混淆指数作为客观指标的空间适应性分割尺度确定方法。通过给定一组分割尺度,计算得到对应的分割对象的回波强度均值和标准差。采用非监督聚类K-means算法,计算不同分割尺度下分类结果的混淆指数,选择最小混淆指数对应的分割尺度作为提取海底图像特征的最优尺度。基于最优分割尺度提取海底图像特征,联合采样数据建立监督分类模型,预测整个测量区域的底质分布结果。研究结果表明,采用空间适应性分割尺度,能够显著提高底质分类的精度。实验采用交叉检验,验证了新方法的有效性,而且针对回波强度特征较为一致的底质,在实验中通过引入地形特征进一步提高了分类精度。 展开更多

关键词 海底底质分类 空间适应性 分割尺度 声学图像 混淆指数

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海底声学底质分类技术的研究现状与前景 被引量：22

10

作者 陶春辉 金翔龙 +2 位作者 许枫 顾春华 何拥华 《东海海洋》 2004年第3期28-33,共6页

对海底声学底质分类技术的研究现状进行了分析。介绍了目前典型的底质分类设备、软件以及可采取的分类方法,探讨了我国开展海底声学底质分类技术研究、开发的可行性与具体实现的思路。

关键词 海底声学 海底底质分类 研究现状

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海底声呐图像智能底质分类技术研究综述 被引量：6

11

作者 赵玉新 赵廷 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期587-600,共14页

海底声呐图像底质分类技术是指利用多波束、侧扫声呐等设备获取海底图像进行浅表层地质属性信息的反演和预测。综合运用水声学、图像处理以及机器学习的相关理论,声学海底底质分类技术能够快速、准确地识别海底底质类型。通过回顾国内... 海底声呐图像底质分类技术是指利用多波束、侧扫声呐等设备获取海底图像进行浅表层地质属性信息的反演和预测。综合运用水声学、图像处理以及机器学习的相关理论,声学海底底质分类技术能够快速、准确地识别海底底质类型。通过回顾国内外发展历程,对利用声学图像进行海底底质分类的关键技术进行了总结,从声学海底底质分类的关系模型、海底声呐图像的特征表达和分类模型构建三个方面介绍了领域内的研究进展和主要方法,重点分析了不同模型和方法的原理、技术特点和适用场合,并结合卷积神经网络对深度学习方法在海底底质分类中的应用进行了讨论。最后,对海底声呐图像底质分类技术的研究方向和发展趋势进行了归纳和展望。 展开更多

关键词 声学探测 声呐图像 底质类型 特征提取 图像分类 监督学习 无监督学习 深度学习 卷积神经网络 海底底质分类

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多波束声呐海底底质半监督学习分类方法 被引量：2

12

作者 倪海燕 王文博 +2 位作者 任群言 鹿力成 马力 《声学技术》 CSCD 北大核心 2023年第4期524-532,共9页

多波束测深声呐的反向散射数据中包含海底表层的声学信息,可以用来进行海底表层底质分类。但实际中通过物理采样获得大范围的底质类型的标签信息所需成本过高,制约了传统监督分类算法的性能。针对实际应用中只拥有大量无标签数据和少量... 多波束测深声呐的反向散射数据中包含海底表层的声学信息,可以用来进行海底表层底质分类。但实际中通过物理采样获得大范围的底质类型的标签信息所需成本过高,制约了传统监督分类算法的性能。针对实际应用中只拥有大量无标签数据和少量有标签数据的情况,文章提出了基于自动编码器预训练以及伪标签自训练的半监督学习底质分类算法。利用2018年和2019年两次同一海域实验采集的多波束测深声呐反向散射数据,对所提算法进行了验证。数据处理结果表明,相比仅利用有标签数据的监督分类算法,提出的半监督学习分类算法保证分类准确率的同时所需的有标签数据更少。自动编码器预训练的半监督学习分类方法在有标签样本数量极少时的准确率仍高于75%。 展开更多

关键词 多波束测深声呐 反向散射数据 海底底质分类 半监督学习

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基于多尺度纹理特征的海底底质样本增强方法

13

作者 张少华 胡海洋 +2 位作者 王朋程 崔晓东 王亚雪 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2024年第2期31-35,共5页

针对多波束海底底质分类模型构建受限于样本和特征对海底底质类型表征不足、模型稳定性差等问题,利用多尺度滑动窗口法提取声学纹理特征,结合K-均值聚类分析其精度,实现了多尺度纹理特征的优选,并利用多尺度纹理特征并辅以地形特征结合S... 针对多波束海底底质分类模型构建受限于样本和特征对海底底质类型表征不足、模型稳定性差等问题,利用多尺度滑动窗口法提取声学纹理特征,结合K-均值聚类分析其精度,实现了多尺度纹理特征的优选,并利用多尺度纹理特征并辅以地形特征结合SLIC样本增强方法,实现了底质样本的有效扩充。同时,利用随机森林、BP神经网络、K最邻近、支持向量机等4种经典监督分类模型训练预测和评估所扩充的样本数据,最终总体分类精度均达到90%以上,kappa系数达到0.85以上。 展开更多

关键词 海底底质分类 反向散射强度 多尺度纹理特征 样本增强 监督分类

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K-均值聚类算法在多波束底质分类中的应用 被引量：10

14

作者 吕良 金绍华 +2 位作者 边刚 崔杨 夏伟 《海洋测绘》 CSCD 2018年第3期64-68,共5页

针对海底采样点较少时,监督学习训练分类模型困难的问题,研究无监督学习的K-均值聚类分析算法在多波束海底底质分类中的应用。在探讨K-均值聚类分析算法原理的基础上,构建海底底质分类器,针对分类器需预先输入分类结果种类(K值)这一问题... 针对海底采样点较少时,监督学习训练分类模型困难的问题,研究无监督学习的K-均值聚类分析算法在多波束海底底质分类中的应用。在探讨K-均值聚类分析算法原理的基础上,构建海底底质分类器,针对分类器需预先输入分类结果种类(K值)这一问题,提出了基于底质采样点和分类效果连续性为原则的K值确定方法。实验结果表明:基于K-均值聚类分析算法的海底底质分类器能较好的实现海底底质类型的自动划分,适用于海量多波束底质特征参数的分类。 展开更多

关键词 多波束测量 海底底质分类 特征参数 K-均值算法 聚类分析

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多波束声学底质分类研究进展与展望 被引量：23

15

作者 唐秋华 纪雪 +2 位作者 丁继胜 周兴华 李杰 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-10,共10页

多波束勘测技术是20世纪60年代以来发展起来的新一代海底地形地貌测量技术。多波束测深系统不但可以获取高精度的水深地形数据,而且可以同时获取高分辨率的海底反向散射强度数据。随着多波束测深技术的革新和应用,其声学底质探测功能得... 多波束勘测技术是20世纪60年代以来发展起来的新一代海底地形地貌测量技术。多波束测深系统不但可以获取高精度的水深地形数据,而且可以同时获取高分辨率的海底反向散射强度数据。随着多波束测深技术的革新和应用,其声学底质探测功能得到不断的挖掘和推广,基于多波束反向散射强度数据,并结合一定数量的传统底质取样数据对海底底质分类,工作效率高且获取的资料连续、丰富,为海底底质类型划分提供了一种迅速可靠的方法,是传统海底底质取样和沉积物分类的有益补充。主要论述了国内外多波束海底底质分类技术的研究现状,梳理了多波束底质分类各环节所涉及的关键技术,分析了该领域存在的主要问题,介绍了目前典型的多波束底质探测设备及底质分类软件,展望了多波束底质分类研究的发展趋势与应用前景。 展开更多

关键词 多波束测深系统 反向散射强度 海底底质分类

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基于SonarWiz的多波束声纳图像智能底质分类技术研究 被引量：3

16

作者 陈炜 邝晗宇 +1 位作者 蔡梦雅 徐靖国 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2022年第1期41-45,共5页

多波束回波强度信息与海底底质类型具有较强的相关性,通过海底声纳图像能够实现底质类型的划分。为提高海底底质分类质量,依托SonarWiz的智能底质分类优势,在海底声纳图像纹理特征自动分类基础上,引入地形属性信息修正分类结果。以三亚... 多波束回波强度信息与海底底质类型具有较强的相关性,通过海底声纳图像能够实现底质类型的划分。为提高海底底质分类质量,依托SonarWiz的智能底质分类优势,在海底声纳图像纹理特征自动分类基础上,引入地形属性信息修正分类结果。以三亚崖州湾附近海域为例,基于实测海底地形数据和海底表面声纳图像,利用数据处理技术和图像分类方法,完成对该区域海底声纳图像处理分析和海底表层沉积物的分类研究,获得试验区海底底质分类成果。该方法对未知海底沉积物类型的大面积底质分类研究,以及港口、抛锚地等重点区域的底质分类工作具有借鉴意义。 展开更多

关键词 海底底质分类 多波束声纳图像 纹理特征 SonarWiz图像分类模块 地形属性信息

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