Page 179 - 《应用声学》2025年第2期
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第 44 卷 第 2 期 曾腾等： 双时相合成孔径声呐图像目标变化检测方法 439
图像可以看作是二维的矩阵，二维 CFAR 是同 种子填充法是选取一个种子像素点，并根据连通区
时对两个维度做检测。其检测原理如图 10所示。通 域的两个基本条件，即像素值相同和位置相邻，将与
过在参考单元和保护单元的边缘提供边距，使被检 种子相邻的像素合并到一个像素集合中，得到该像
测单元 (Cell under test, CUT) 在二维矩阵上滑动。 素集合的连通区域，对连通区域进行标注、过滤等
对于每次更新，求参考单元中所有像素值的和并取 操作，即可实现干扰散斑的滤除。
平均得到阈值。之后将 CUT 下的像素值与阈值进
行比较。若 CUT 大于阈值，则认为该单元为目标， 3 试验结果分析
为其分配值为1，否则认为是噪声，分配值为0 [10] 。
为了验证本文方法的有效性，对海试数据进行
了处理。试验水深16 m，数据采集设备为双频 SAS，
记布放小目标前时刻为 T 1 ，布放小目标后时刻为
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T 2 ，目标布放位置在 T 2 时刻条带式 SAS 图像中布
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ᣥѣ 放位置如图12所示。
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CUTӭЋ
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图 10 二维 CFAR 检测原理图
Fig. 10 2D CFAR detection schematic diagram
以 T 2 时刻经过图像处理的声图为例，经过
CFAR 处理后的检测结果如图 11 所示。从图中可
图 12 区域范围小目标布放图
以看出，经过 CFAR 处理后的图像，相较于未处理
Fig. 12 Schematic diagram of small target deploy-
的图像对比度高，目标亮斑更为显著，显示效果大大 ment within the area
提升。
依据水下声图变化检测流程，对双时相的声图
进行空间校正、图像处理和 CFAR 检测后，得到双
时相的变化检测结果如图 13 所示。从图中可以看
到，T 1 时刻像素强度分布均匀，右侧有大规模不规
则亮斑，T 2 时刻除右侧亮斑之外，还有较为明显的
两个亮斑。经过直接对比后得到的差异图将双时相
存在的变化均显示出来，包括后一时刻基于前一时
刻增加或减少的信息。
(a) CFARೝҒ (b) CFARೝՑ
图 11 CFAR 检测结果前后对比
Fig. 11 Before and after CFAR test results
对于其中的散斑干扰像素，采用连通区域分析
的方式进行滤除。连通区域分析主要用于图像领域 (a) T ҉ (b) T ҉ (c) ࣀपڏ
的分割提取等方面，一个连通区域是由具有相同像
图 13 双时相变化差异灰度图
素值的相邻像素组成像素集合。连通区域分析的两 Fig. 13 Differential grayscale plot of bi-
种基本算法包括 Two-pass 法和种子填充法。其中 chronological changes
