声呐图像水下目标识别综述与展望 被引量：5

1

作者 黄海宁 李宝奇 +3 位作者 刘纪元 刘正君 韦琳哲 赵爽 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1742-1760,共19页

随着海洋资源开发和水下作业的增加,声呐图像水下目标识别已成为热门研究领域。该文全面回顾了该领域的现状和未来趋势。首先,强调了声呐图像水下目标识别的背景和重要性,指出水下环境复杂和样本稀缺增加了任务难度。其次,深入探讨了典... 随着海洋资源开发和水下作业的增加,声呐图像水下目标识别已成为热门研究领域。该文全面回顾了该领域的现状和未来趋势。首先,强调了声呐图像水下目标识别的背景和重要性,指出水下环境复杂和样本稀缺增加了任务难度。其次,深入探讨了典型的成像声呐技术,包括前视声呐、侧扫声呐、合成孔径声呐、多波束测深仪、干涉合成孔径声呐和前视三维声呐等。接下来,系统地审视了二维和三维声呐图像水下目标识别方法,比较了不同算法的优劣,还讨论了声呐图像序列的关联识别方法。最后,总结了当前领域的主要挑战,展望了未来研究方向,旨在促进水下声呐目标识别领域的发展。 展开更多

关键词 声呐图像目标识别 深度学习 合成孔径声呐 前视三维声呐 目标识别

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适用于水声移动通信的调制方式

2

作者 樊勇兴 张扬帆 黄海宁 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第8期2727-2736,共10页

传统正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信在双扩展信道中,产生复杂子载波间干扰(inter-carrier interference,ICI),严重影响通信质量。参照水声探测双曲调频信号多普勒高容忍度的特征,引入一种多载... 传统正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信在双扩展信道中,产生复杂子载波间干扰(inter-carrier interference,ICI),严重影响通信质量。参照水声探测双曲调频信号多普勒高容忍度的特征,引入一种多载波调制方式——等比子载波多载波通信(geometric subcarrier multicarrier communication,GSMC)。GSMC的子载波带宽从低频到高频随频率等比增加,即使通过具有时延和多普勒扩展的双扩展信道也能近似保持正交性,减少ICI。利用此特性,针对最小均方误差算法求逆运算导致计算复杂度过高的问题,对信道矩阵进行压缩形成单抽头对角矩阵替代原矩阵进行直接求逆。仿真结果表明,在双扩展信道下,GSMC较OFDM有更好的误码率性能,在低复杂度算法下兼容了系统性能与计算复杂度。 展开更多

关键词 水声通信 多载波调制 双扩展信道 正交频分复用

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双时相合成孔径声呐图像目标变化检测方法

3

作者 曾腾 韦琳哲 黄海宁 《应用声学》 北大核心 2025年第2期434-440,共7页

水下环境和水声信道随时间动态变化,合成孔径声呐形成的地貌或目标结果也会随之变化,导致目标漏检和场景认知度低,给水下安防和无人导航等带来较大隐患。针对该问题,该文提出了基于双时相的合成孔径声呐变化目标检测方法,根据帧间声图... 水下环境和水声信道随时间动态变化,合成孔径声呐形成的地貌或目标结果也会随之变化,导致目标漏检和场景认知度低,给水下安防和无人导航等带来较大隐患。针对该问题,该文提出了基于双时相的合成孔径声呐变化目标检测方法,根据帧间声图地理信息和特征的匹配,完成像素级的差异分析比对,实现变化目标的检测和标注。经试验数据验证,该方法能够准确检测和标注预设的变化区域,对水下场景变化规律的掌握和威胁目标的监测具有重要意义。 展开更多

关键词 合成孔径声呐 变化检测 目标检测 声呐图像处理

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基于改进CycleGAN的光学图像迁移生成水下小目标合成孔径声纳图像算法研究 被引量：8

4

作者 李宝奇 黄海宁 +1 位作者 刘纪元 李宇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1746-1753,共8页

针对循环生成对抗网络CycleGAN(Cycle Generative Adversarial Networks)在光学图像迁移生成水下小目标合成孔径声纳图像过程中存在质量差和速度慢的问题,本文提出一种新的特征提取单元SDK(Selective Dilated Kernel),并利用SDK设计了... 针对循环生成对抗网络CycleGAN(Cycle Generative Adversarial Networks)在光学图像迁移生成水下小目标合成孔径声纳图像过程中存在质量差和速度慢的问题,本文提出一种新的特征提取单元SDK(Selective Dilated Kernel),并利用SDK设计了一个新的生成器网络SDKNet.与此同时,提出了一种新的循环一致损失函数MS-CCLF(Multiscale Cyclic Consistent Loss Function),MS-CCLF增加了图像多尺度结构相似性约束.在自建的图像迁移数据集OPT-SAS上,本文SM-CycleGAN(Selective and Multiscale Cycle Generative Adversarial Networks)比原始CycleGAN的图像迁移质量提升4.64%,生成器网络参数降低4.13MB,运算时间减少0.143s.实验结果表明,SM-CycleGAN更适合水下小目标光学图像到合成孔径声纳图像的迁移任务. 展开更多

关键词 光学图像迁移生成合成孔径声纳图像 生成对抗网络 循环生成对抗网络 可选择空洞核网络 多尺度结构相似性

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一种基于水下无人航行器的多目标被动跟踪算法 被引量：7

5

作者 王宇杰 李宇 +1 位作者 鞠东豪 黄海宁 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期2013-2020,共8页

被动声呐信号处理中,致力于实现连续且稳定的目标方位跟踪。在复杂的水下环境中,由于干扰和噪声的存在,以及阵列孔径的限制,方位检测结果中不可避免地存在很多轨迹中断、野值、干扰与目标间的方位交叉。该文提出了一种基于水下无人航行... 被动声呐信号处理中,致力于实现连续且稳定的目标方位跟踪。在复杂的水下环境中,由于干扰和噪声的存在,以及阵列孔径的限制,方位检测结果中不可避免地存在很多轨迹中断、野值、干扰与目标间的方位交叉。该文提出了一种基于水下无人航行器的多目标被动跟踪算法,使用基于航行器运动信息的粒子采样预测方法进行轨迹中断预测补齐,使用基于航行器运动信息的观测门限设置方法自适应设置跟踪门限,使用块关联跟踪方法进行轨迹中断关联和方位交叉关联。仿真和实验结果表明,该算法能够实现正确的多目标跟踪。 展开更多

关键词 被动声呐 水下多目标跟踪 纯方位跟踪 水下无人航行器 纯方位目标运动分析 数据关联 粒子采样

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基于改进SSD的合成孔径声呐图像水下多尺度目标轻量化检测模型 被引量：15

6

作者 李宝奇 黄海宁 +2 位作者 刘纪元 刘正君 韦琳哲 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期2854-2862,共9页

针对轻量化目标检测模型SSD-MV2对合成孔径声呐(SAS)图像水下多尺度目标检测精度低的问题,该文提出一种新的卷积核模块-可扩张可选择模块(ESK),ESK具有通道可扩张、通道可选择和模型参数少的优点。与此同时,利用ESK模块重新设计了SSD的... 针对轻量化目标检测模型SSD-MV2对合成孔径声呐(SAS)图像水下多尺度目标检测精度低的问题,该文提出一种新的卷积核模块-可扩张可选择模块(ESK),ESK具有通道可扩张、通道可选择和模型参数少的优点。与此同时,利用ESK模块重新设计了SSD的基础网络和附加特征提取网络,记作SSD-MV2ESK,并为其选择了合理的扩张系数和多尺度系数。在合成孔径声呐图像水下多尺度目标检测数据集SST-DET上,SSD-MV2ESK在模型参数基本相等的条件下,检测精度比SSD-MV2提升4.71%。实验结果表明,SSD-MV2ESK适用于合成孔径声呐图像水下多尺度目标检测任务。 展开更多

关键词 合成孔径声呐 图像水下多尺度目标检测 SSD MobileNet V2 多通道可选择 深度可分离空洞卷积

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基于改进SSD的水下光学图像感兴趣目标检测算法研究 被引量：16

7

作者 李宝奇 黄海宁 +2 位作者 刘纪元 刘正君 韦琳哲 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期3372-3378,共7页

针对轻量化目标模型SSD-MV2对水下光学图像感兴趣目标检测精度低的问题,该文提出一种通道可选择的轻量化特征提取模块(SEB)和一种卷积核可变形、通道可选择的特征提取模块(SDB)。与此同时,利用SEB模块和SDB模块分别重新设计了SSD-MV2的... 针对轻量化目标模型SSD-MV2对水下光学图像感兴趣目标检测精度低的问题,该文提出一种通道可选择的轻量化特征提取模块(SEB)和一种卷积核可变形、通道可选择的特征提取模块(SDB)。与此同时,利用SEB模块和SDB模块分别重新设计了SSD-MV2的基础网络和附加特征提取网络,记作SSD-MV2SDB,并为其选择了合理的基础网络扩张系数和附加特征提取网络SDB模块数量。在水下图像感兴趣目标检测数据集UOI-DET上,SSD-MV2SDB比SSD-MV2检测精度提高3.04%。实验结果表明,SSD-MV2SDB适用于水下图像感兴趣目标检测任务。 展开更多

关键词 水下光学图像感兴趣目标检测 SSD MobileNet V2 可变形卷积 通道可选择

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基于改进MobilenetV2网络的声光图像融合水下目标分类方法 被引量：7

8

作者 巩文静 田杰 +1 位作者 李宝奇 刘纪元 《应用声学》 CSCD 北大核心 2022年第3期462-470,共9页

针对小样本条件下水下目标分类准确率低、计算资源量大的问题,提出一种声光图像融合目标分类方法。首先,对MobilenetV2网络进行改进,去掉第9层之后的网络层,并将该层卷积通道数改为128,通过Flatten层进行数据降维,增加一个全连接层得到... 针对小样本条件下水下目标分类准确率低、计算资源量大的问题,提出一种声光图像融合目标分类方法。首先,对MobilenetV2网络进行改进,去掉第9层之后的网络层,并将该层卷积通道数改为128,通过Flatten层进行数据降维,增加一个全连接层得到分类结果;其次,设计一种融合网络结构,将声光图像成对输入网络进行特征提取,在中间层利用通道拼接算法实现特征图融合,使用融合特征进行目标分类。在真实数据集上对网络进行训练,结果表明,改进的MobilenetV2网络对水下目标的分类性能更好,融合网络的分类准确率相比融合前有所提高,更加适用于水下目标分类任务。 展开更多

关键词 改进MobilenetV2 声学图像 光学图像 图像融合 水下目标分类

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多视角声图中水下小目标分类的深度神经网络方法研究 被引量：4

9

作者 朱可卿 田杰 黄海宁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期206-214,共9页

针对基于多视角声图的水下小目标分类问题,提出了一种深度神经网络多视分类方法。首先,提取声图的阴影区域,计算阴影部分的主轴斜率并匹配出与其相对应的仿真数据集。采用由这些对应仿真数据集训练的卷积神经网络分别对不同视角的待分... 针对基于多视角声图的水下小目标分类问题,提出了一种深度神经网络多视分类方法。首先,提取声图的阴影区域,计算阴影部分的主轴斜率并匹配出与其相对应的仿真数据集。采用由这些对应仿真数据集训练的卷积神经网络分别对不同视角的待分类声图提取深度神经网络特征。将不同视角输出的特征向量组合起来,作为目标的特征向量,利用各个视角匹配的组合所对应的支持向量机对目标的特征向量进行预测。将分类器用于对湖、海试采集的多视角声图分类,平均正确率为93.33%,相比采用卷积神经网络、支持向量机的单视角分类方法,分别有不同程度的提升。 展开更多

关键词 高分辨率声纳成像 多视角声图 深度神经网络 水下小目标分类

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基于变分模态分解的水下目标噪声特征提取及分类 被引量：3

10

作者 鞠东豪 李宇 +1 位作者 张万达 张春华 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第2期181-187,共7页

当信号中存在异常事件引起的间歇现象时,传统的经验模态分解算法常易产生较为严重的模态混叠现象,严重影响目标特征提取的性能。文章在水下被动目标信号特征分析提取中引用变分模态分解算法。该方法能够自适应地对信号频带进行切割,极... 当信号中存在异常事件引起的间歇现象时,传统的经验模态分解算法常易产生较为严重的模态混叠现象,严重影响目标特征提取的性能。文章在水下被动目标信号特征分析提取中引用变分模态分解算法。该方法能够自适应地对信号频带进行切割,极大程度上避免了传统模态分解算法所产生的模态混叠现象,提高了对目标特征提取的准确性,同时也避免了无效计算。此外,还利用相关性阈值进行模态选择,一定程度上消除干扰模态。在对变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)的各阶模态函数进行希尔伯特变换的基础上,提出一种基于变分模态分解和希尔伯特变换(VDM-Hilbert Transformation, VDM-HT)联合处理的特征集进行目标分类。采用四种分类器对3种水下目标噪声信号进行分类。结果表明,VMD-HT算法所提取的特征集相比其他模态分解算法具有更好的分类性能。 展开更多

关键词 水下被动目标 分类 变分模态分解(VMD) 希尔伯特变换 分类器

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海底小目标高分辨合成孔径声呐成像技术研究进展 被引量：1

11

作者 任露露 陈世平 +3 位作者 王朋 张鹏飞 周跃涛 黄海宁 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1892-1901,共10页

海底小目标的成像探测问题是海底探测领域的经典难题,合成孔径声呐技术为小目标高分辨成像与探测提供了主要技术手段。本文分析了现阶段合成孔径声呐所面临的主要能力提升问题,介绍了合成孔径声呐高分辨成像的基本原理以及多子阵成像技... 海底小目标的成像探测问题是海底探测领域的经典难题,合成孔径声呐技术为小目标高分辨成像与探测提供了主要技术手段。本文分析了现阶段合成孔径声呐所面临的主要能力提升问题,介绍了合成孔径声呐高分辨成像的基本原理以及多子阵成像技术,并且针对合成孔径声呐面临的技术难点,对运动误差估计与补偿技术、高测绘效率成像技术、非稳定直航下的高分辨成像技术进行了讨论,介绍了相关技术路线与研究进展,并在此基础上展望了海底小目标高分辨成像技术的发展趋势与应用前景。 展开更多

关键词 目标探测 合成孔径声呐 波束形成 运动补偿 重叠相位中心 信号处理 成像算法 子孔径成像

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基于超椭圆拟合的水下小目标分类 被引量：2

12

作者 王梁 田杰 +1 位作者 黄海宁 薛山花 《应用声学》 CSCD 北大核心 2019年第4期697-704,共8页

水下小目标分类技术在海底探测、水下考古等方面应用广泛。在实际的水下声图像中,小目标投影产生的阴影区域通常在形状和尺寸方面显著于目标本身产生的亮区,故阴影分析算法对于目标的检测、识别和分类均有重要的研究意义。该文采用超椭... 水下小目标分类技术在海底探测、水下考古等方面应用广泛。在实际的水下声图像中,小目标投影产生的阴影区域通常在形状和尺寸方面显著于目标本身产生的亮区,故阴影分析算法对于目标的检测、识别和分类均有重要的研究意义。该文采用超椭圆曲线拟合算法拟合目标阴影区域,通过控制超椭圆函数的几个参数变化,实现不同的超椭圆曲线拟合不同的目标阴影形状,并将控制超椭圆曲线尺寸、形状和位置的参数作为特征向量输入到分类器,通过对比多个分类器得出分类结果,证明了以拟合参数为特征的分类方法有效。 展开更多

关键词 水下小目标 目标阴影 超椭圆拟合 目标分类

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基于改进SSD的水下目标检测算法研究 被引量：34

13

作者 强伟 贺昱曜 +2 位作者 郭玉锦 李宝奇 何灵蛟 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期747-754,共8页

随着人类对海洋的不断深入探索,准确、快速地检测水下环境中的鱼类、仿生体及其他智能体对完善水下防御体系显得越来越重要。针对水下复杂环境下目标检测准确率低、实时性差的问题,提出一种基于改进SSD的目标检测算法。该算法用ResNet... 随着人类对海洋的不断深入探索,准确、快速地检测水下环境中的鱼类、仿生体及其他智能体对完善水下防御体系显得越来越重要。针对水下复杂环境下目标检测准确率低、实时性差的问题,提出一种基于改进SSD的目标检测算法。该算法用ResNet卷积神经网络代替SSD的VGG卷积神经网络作为目标检测的基础网络,并在基础网络中利用所提出的深度分离可变形卷积模块进行特征提取,提高对水下复杂环境下目标检测的精度及速度。所提出的深度分离可变形卷积主要是在可变形卷积获取卷积核偏移量的过程中融合深度可分离卷积,以减少参数量来达到提升网络运行速度的目的,同时通过稀疏表示来提升网络的鲁棒性。实验结果显示,相比ResNet作为基础网络的SSD检测模型,利用深度分离可变形卷积改进的SSD检测模型检测水下目标的准确率提升了11个百分点,检测时间减少了3 ms,证明新算法的有效性。 展开更多

关键词 水下目标检测 SSD 深度可分离卷积 可变形卷积

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基于组合特征的水下三维目标检测跟踪算法

14

作者 曾腾 任露露 +2 位作者 王宇杰 王朋 黄海宁 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1384-1393,共10页

针对三维成像声呐水下人工目标检测跟踪困难的问题,提出一种基于组合特征的水下三维目标检测跟踪方法。该算法利用声图的强度和距离等分布信息,根据目标出现前后声图能量的变化,利用背景差分的方法提取核函数,并在二维声图相关匹配的基... 针对三维成像声呐水下人工目标检测跟踪困难的问题,提出一种基于组合特征的水下三维目标检测跟踪方法。该算法利用声图的强度和距离等分布信息,根据目标出现前后声图能量的变化,利用背景差分的方法提取核函数,并在二维声图相关匹配的基础上,通过关联由前后帧图像的Hu不变矩、目标质心和目标距离组成的组合几何特征,实现二维向三维映射的人工目标检测与跟踪。湖试数据处理结果显示,新算法的跟踪性能提升了约7.15%,消耗时间相比传统方法减少了约60%,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 三维成像声呐 检测跟踪 组合几何特征 匹配跟踪

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深海海底反射拖船噪声伪目标判别 被引量：1

15

作者 陈新华 张龙恩 +2 位作者 郑恩明 宋春楠 彭一哲 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期272-283,共12页

被动拖曳线列阵声纳深海环境应用中,针对拖船噪声在非端射方向形成伪目标判别问题,提出了一种深海拖船噪声海底反射伪目标判别方法。首先基于射线理论模型,给出了深海拖船噪声经海底反射形成伪目标的过程机理;然后提取各目标在不同频率... 被动拖曳线列阵声纳深海环境应用中,针对拖船噪声在非端射方向形成伪目标判别问题,提出了一种深海拖船噪声海底反射伪目标判别方法。首先基于射线理论模型,给出了深海拖船噪声经海底反射形成伪目标的过程机理;然后提取各目标在不同频率波束输出功率的干涉特征;最后依据干涉特征,分析各目标干涉结构的频率间隔,实现伪目标判别。仿真数据和海试数据分析结果表明,该方法在干涉结构稳定,波束域海底反射声能量与背景噪声能量比8 dB以上,对伪目标判决准确性达到95%以上,有效解决了拖船噪声在非端射方向形成的伪目标判别问题,为后续判情提供参考。 展开更多

关键词 拖线阵 深海 拖船噪声 干涉结构 目标判决

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基于改进SSD的合成孔径声纳图像感兴趣小目标检测方法 被引量：1

16

作者 李宝奇 黄海宁 +2 位作者 刘纪元 刘正君 韦琳哲 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期762-771,共10页

轻量化目标检测模型SSD-MV3(Single Shot Detection-MobileNet V3)因输入图像尺寸限制无法直接检测高分辨率大尺寸合成孔径声纳(Synthetic Aperture Sonar,SAS)图像中感兴趣小目标.为此,本文提出了一种新的目标检测方法HRSSD(High Resol... 轻量化目标检测模型SSD-MV3(Single Shot Detection-MobileNet V3)因输入图像尺寸限制无法直接检测高分辨率大尺寸合成孔径声纳(Synthetic Aperture Sonar,SAS)图像中感兴趣小目标.为此,本文提出了一种新的目标检测方法HRSSD(High Resolution Single Shot Detection),该方法通过冗余切割确保SSD-MV3输入图像尺寸的规范以及感兴趣小目标的完整,并利用二次非极大值抑制保证检测结果的唯一.此外,提出了一种尺度、空间和通道注意力机制联合的特征提取模块,并利用该模块重新设计了SSD-MV3的基础网络和附加特征提取网络,记作SSD-MV3P(Single Shot Detection-MobileNet V3 Pro),使得SSD-MV3P能更有效的感知感兴趣小目标特征信息.实验结果表明,在感兴趣小目标检测数据集SST(Sonar Small Targets)上,SSD-MV3P的平均检测精度(mean Average Precision,mAP)比SSD-MV3提升4.39%.HRSSD实现了高分辨率大尺寸SAS图像感兴趣小目标的检测,并且保证了同一位置上检测结果的完整性和唯一性. 展开更多

关键词 合成孔径声纳 感兴趣小目标检测 轻量化目标检测模型 注意力机制 二次非极大值抑制

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一种基于VGGish神经网络的水声目标识别方法 被引量：2

17

作者 于学洋 李淑秋 +1 位作者 宁江波 李德瑞 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期30-37,共8页

水声目标智能识别是水声装备智能化的重要组成部分,深度学习则是实现水声目标智能识别的重要技术手段之一。当前水声目标智能识别经常面临数据集较小带来的训练样本量不足的情况,针对小数据集识别中存在的因过拟合导致模型泛化能力不足... 水声目标智能识别是水声装备智能化的重要组成部分,深度学习则是实现水声目标智能识别的重要技术手段之一。当前水声目标智能识别经常面临数据集较小带来的训练样本量不足的情况,针对小数据集识别中存在的因过拟合导致模型泛化能力不足,以及输入的水声信号二维谱图样式不统一的问题,文章提出了一种基于VGGish神经网络模型的水声目标识别方法。该方法以VGGish网络作为特征提取器,并在VGGish网络前部加入了信号预处理模块,同时设计了一种基于传统机器学习算法的联合分类器,通过以上措施解决了过拟合问题和二维谱图样式不统一问题。实验结果显示,该方法应用在ShipsEar数据集上得到了94.397%的识别准确率,高于传统预训练-微调法得到的最高90.977%的准确率,并且在相同条件下该方法的模型训练耗时仅为传统预训练-微调方法的0.5%左右,有效提高了识别准确率和模型训练速度。 展开更多

关键词 水声目标识别 深度学习 迁移学习 神经网络

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基于非负矩阵分解的双曲调频信号目标回波增强

18

作者 崔小斌 李淑秋 +5 位作者 李宇 李子高 孙飞虎 迟骋 金盛龙 王冠群 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1273-1279,共7页

双曲调频信号是主动声呐中常用的多普勒不敏感信号。在实际使用中,由于信道变化和混响影响,目标回波较弱。针对水下航行器主动声呐探测性能下降问题,本文提出基于非负矩阵分解的双曲调频信号目标回波增强方法。该方法对目标回波和干扰... 双曲调频信号是主动声呐中常用的多普勒不敏感信号。在实际使用中,由于信道变化和混响影响,目标回波较弱。针对水下航行器主动声呐探测性能下降问题,本文提出基于非负矩阵分解的双曲调频信号目标回波增强方法。该方法对目标回波和干扰信号的基矩阵分别定义,将发射信号的时频图作为目标回波的频率信息矩阵,对目标回波的时间信息矩阵做出约束,迭代处理完成目标回波的增强,获得较高增益的匹配回波检测结果。数值仿真和海上试验结果表明:本文方法与传统匹配滤波方法相比,其峰均比值提高了2 dB以上,提高了回波检测结果。 展开更多

关键词 主动声呐 水下探测 混响 噪声 非负矩阵分解 双曲调频信号 回波增强 目标检测

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合成孔径声呐时延估计误差校正改进算法

19

作者 陈世平 张鹏飞 +2 位作者 王朋 迟骋 刘纪元 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期11-20,共10页

由相位解缠错误造成的时延估计误差会严重降低合成孔径声呐时延估计的精度。现有的时延估计误差校正算法采用二次函数作为时延的拟合模型,该模型在距离向近端和远端处不符合时延空变规律,拟合误差较大且无法估计载体的横荡和升沉运动。... 由相位解缠错误造成的时延估计误差会严重降低合成孔径声呐时延估计的精度。现有的时延估计误差校正算法采用二次函数作为时延的拟合模型,该模型在距离向近端和远端处不符合时延空变规律,拟合误差较大且无法估计载体的横荡和升沉运动。针对该问题,文章提出一种改进的时延估计误差校正算法,利用时延的距离空变函数代替二次函数作为拟合模型。数值仿真和实验结果表明,相较于参考算法,改进算法校正时延估计误差的效果更好、速度更快,同时还能准确地估计载体的横荡和升沉运动。运动补偿结果显示了改进算法能较好地提升成像质量。 展开更多

关键词 合成孔径声呐 时延估计 相位解缠 随机抽样一致算法

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点云投影结合轻量化卷积神经网络实现三维成像声呐快速目标分类

20

作者 任露露 尹力 +2 位作者 巩文静 李宝奇 黄海宁 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第1期47-57,共11页

三维成像声呐的成像结果是三维点云,基于点云的三维成像声呐目标分类方法具有网络结构复杂、计算量大的特点。针对这一问题提出了一种将三维成像声呐成像结果从三维点云投影至二维图像的方法,并且使用轻量化卷积神经网络实现了三维成像... 三维成像声呐的成像结果是三维点云,基于点云的三维成像声呐目标分类方法具有网络结构复杂、计算量大的特点。针对这一问题提出了一种将三维成像声呐成像结果从三维点云投影至二维图像的方法,并且使用轻量化卷积神经网络实现了三维成像声呐快速目标分类。该方法首先对三维成像声呐波束形成后的波束域数据进行最大值滤波和阈值滤波,以降低点云数据维度;接着,依据三维成像声呐的波束方向,将点云投影为深度图和强度图,分别保存点云的位置信息和强度信息;然后,利用深度图和强度图分别作为第一个通道和第二个通道构建混合通道图,将混合通道图作为目标分类网络的输入,从而将三维点云的目标分类问题转换为二维图像的目标分类问题;最后使用MobileNetV2网络实现了三维成像声呐快速目标分类。实验结果表明,提出的投影方法可以用二维图像分类网络完成三维成像声呐点云的目标分类任务;而且训练过程中混合通道图比单独的深度图和强度图收敛速度更快,结合目标分类网络可以实时进行目标分类,在真实数据集上分类正确率达到了91.13%。 展开更多

关键词 三维成像声呐 波束形成 声呐图像处理 目标分类

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