Page 145 - 《应用声学》2021年第2期

第 40 卷 第 2 期 王功兵等： 基于数学形态学的主动声呐探测信息净化方法 313

对此主动历程图及前后 10 个周期数据利用加 本文方法处理，结果如图 13∼15所示。从图 13 中可
权二维均值法和本文方法进行处理，并计算对比度， 以看出，加权二维均值法使历程图得到一定的净化，
结果如表 2 所示。从表中可发现，利用加权二维均 但净化效果并不完全，尤其是被动条状干扰净化后
值法处理后，图像对比度值变化不大，只有个别有较 仍是比较明显。经本文方法处理后，只有点状目标
大变化，本文方法处理后，图像对比度值提高很大， 保留下来，整个背景被拉平，本船干扰、被动条状干
点状目标在图像中表现更为明显。 扰和混响被基本消除，主动声呐目标探测画面得到
为充分验证本文算法的有效性，利用其他海上 明显改善。并计算前后 30 个周期的对比度，结果如
试验数据进行验证，其方位历程图如图 12 所示。可 表3所示，本文方法处理后，图像对比度值有明显提
以看出，在此探测周期内被动条状干扰较严重，且目 高，点状目标在图像中表现更为明显，更有利用声呐
标周围干扰较多，对该图像进行加权二维均值法和 操作人员发现目标。

1100
1100 1000
1000 900
900
800
800 700 ᄬಖ
700
ᡰሏག஝ 600 ᡰሏག஝ 600
500
500
400 400
300
300
200 200
100 100
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
வͯᝈए/(O) வͯᝈए/(O)
图 10 形态学滤波估计背景图像 图 12 某主动方位历程图像
Fig. 10 Estimating background image using mor- Fig. 12 A sonar active azimuth history image
phological filter
1100
1000
1100
900
1000
900 ᄬಖ 800
800 700 ᄬಖ
600
700
ᡰሏག஝ 600 ᡰሏག஝ 500
500
400 400
300
300
200
200
100
100
-150 -100 -50 0 50 100 150 -150 -100 -50 0 50 100 150
வͯᝈए/(O)
வͯᝈए/(O)
图 13 加权二维均值法
图 11 信息净化处理结果
Fig. 13 Weighted two-dimensional mean method
Fig. 11 Information purification processing results
表 2 不同方法处理后对比度值 1
Table 2 Contrast value after different methods processing 1

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
处理前 4.03 3.11 2.71 4.10 2.94 5.56 6.91 7.25 3.50 3.95
二维均值法 4.29 3.88 3.24 4.43 3.07 5.95 18.01 8.78 3.97 5.13
本文方法 10.71 17.52 8.53 16.57 7.85 19.60 49.21 34.33 12.71 14.17