【技术实现步骤摘要】
一种便携式三维成像声纳及其成像方法、系统
本专利技术属于声纳成像领域,尤其涉及一种便携式三维成像声纳及其成像方法、系 统。
技术介绍
三维成像声纳是一种能够在目标物与声纳相对运动的情况下,将声纳扫描得到的 数据以图像形式展现的设备,其原理是:水下不同密度、不同声速的物体,对入射声波具有 不同程度的反射、透射、散射等物理效应,通过分析、提取和显示物体被声波作用后的强度、 位置信息,就可以得到水下物体的三维声纳图像。 -般地,三维成像声纳可包括信号处理机和主控机两部分。信号处理机用于完成 三维声纳数据的采集、处理及上传;主控机用于提供可视化界面,完成三维图像显示。其中, 主控机采用的三维图像显示算法分为面绘制和体绘制。 面绘制的原理是:首先由体数据构造出中间几何图元,然后运用分类操作将三维 声纳数据场中感兴趣的部分提取出来并以面的方式表达显示,常用的是等值面。由于面绘 制方法只关注于分界面,忽略了组织内部丰富的细节,无法形成对图像的整体理解。在实际 应用中,为了准确成像需要调整等值面的取值范围。另外,面绘制方法在面的构造过程中经 常丢失大量的细节,使得生成的图像过于光滑,保真性较差。 体绘制的原理是:不需要构造中间几何图元,把体看作是体素的集合,先给三维声 纳数据场中的每一体元赋予一定的色彩和透明度,再根据光线穿越半透明物质时能量集聚 的光学原理,进行色彩合成的成像操作,因而保留了丰富的细节,相对于面绘制,保真性大 为提商。 现有技术中,体绘制采用光线投影法是从预先设定的图像空间的每一像素出发, 按视线方向发射一条射 ...
【技术保护点】
一种便携式三维成像声纳的成像方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:接收信号处理机上传的三维离散声纳数据场的三维离散声纳数据;采用透视投影的方法,对所述三维离散声纳数据进行错切变换,合成中间图像;对所述中间图像进行二维图像变换,得到所述三维离散声纳数据在预先设定的图像空间的三维结果图像。
【技术特征摘要】
1. 一种便携式三维成像声纳的成像方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: 接收信号处理机上传的三维离散声纳数据场的三维离散声纳数据; 采用透视投影的方法,对所述三维离散声纳数据进行错切变换,合成中间图像; 对所述中间图像进行二维图像变换,得到所述三维离散声纳数据在预先设定的图像空 间的三维结果图像。2. 如权利要求1所述的便携式三维成像声纳的成像方法,其特征在于,所述采用透 视投影的方法,对所述三维离散声纳数据进行错切变换,合成中间图像的步骤包括以下步 骤: 选定物体空间到预先设定的图像空间的变换矩阵,以确定对所述三维离散声纳数据的 主观察方向; 通过坐标变换矩阵,使得所述三维离散声纳数据场的z轴方向与所述主观察方向重 合; 采用透视投影的方法,将所述三维离散声纳数据场由所述物体空间变换到错切空间; 在所述错切空间,对所述三维离散声纳数据场中的三维声纳数据进行图像合成,得到 中间图像。3. 如权利要求2所述的便携式三维成像声纳的成像方法,其特征在于,所述采用透视 投影的方法,将所述三维离散声纳数据场由所述物体空间变换到错切空间的步骤具体为: 将所述三维离散声纳数据场内每一切片的三维离散声纳数据均乘以错切变换矩阵K, 所述错切变换矩阵K表示为:其中,kx为横轴移动系数kx、ky为纵轴移动系数,kw为比例变换系数k w ,且有^为第一个切片的距离,^为所需变换的三维离散声纳数据所在切片的距离。4. 如权利要求3所述的便携式三维成像声纳的成像方法,其特征在于,对所述中间图 像进行二维图像变换,得到所述三维离散声纳数据在预先设定的图像空间的三维结果图像 的步骤表示为:Mrap = r1 ? r1 ? Mview,其中,Mrap为所述错切空间到预先设定的所述图像空 间的变换矩阵,T为所述坐标变换矩阵,Mview为所述物体空间到预先设定的图像空间的变换 矩阵。5. 如权利要求2所述的便携式三维成像声纳的成像方法,其特征在于,在所述错切空 间,对所述三维离散声纳数据场中的三维声纳数据进行图像合成,得到中间图像的步骤包 括以下步骤: 在所述错切空间,根据各数据点的回波强度值的大小,对所述三维离散声纳数据场中 各数据点的三维声纳数据进行分类; 为每一类的数据点赋予不同的不透明度值; 根据光线跟踪法,沿视线方向进行重采样,并由离某一采样点最近的8个数据点的回 波强度值和不透明度值作三线性插值,得到各采样点的回波强度值和不透明度值; 根据每条沿视线方向的线束上的各采样点的回波强度值和不透明度值,由前向后或由 后向前合成中间...
【专利技术属性】
技术研发人员:董雷,曾锋,郭晓明,刘峰,周瑜,刘德铸,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第三研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。