海底信息的获取方法和装置制造方法及图纸

本文是关于一种海底信息的获取方法和装置。所述方法包括：获取船载鱼探仪对海底识别得到的回波信号的图像信息；根据所述回波信号的图像信息的能量信息，确定海底边界在所述回波信号的图像中所处的区域；在所述回波信号的图像中所处的区域中确定海底边界信息。

Methods and devices for obtaining seabed information

【技术实现步骤摘要】
海底信息的获取方法和装置
本文涉及信息处理领域，尤其涉及一种海底信息的获取方法和装置。
技术介绍
相关技术中海底地形测量手段可分为两大类，包括利用声学手段和利用光学手段；其中：声学手段是利用专业测绘声呐进行测量，例如，使用的设备可以为回声测深仪、多波束测深仪、侧扫声呐、或水下机器人等；光学手段是利用主动或被动进行遥感观测。在实际应用中，声学手段，测量精度高但成本高难以大范围连续观测；而光学手段受限于光本身在海水中的衰减效应，其相较于声波能探测的深度十分有限。其中被动光学遥感虽可利用太阳光大范围测量，但测量精度较差；主动光学遥感在0-15m水深段平均误差可以达到0.1m，但受限于飞行平台限制，其成本高，无法大范围连续观测。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的任一问题，本文提供一种海底信息的获取方法和装置。根据本文的第一方面，提供一种海底信息的获取方法，包括：获取船载鱼探仪对海底识别得到的回波信号的图像信息；根据所述回波信号的图像信息的能量信息，确定海底边界在所述回波信号的图像中所处的区域；在所述回波信号的图像中所处的区域中确定海底边界信息。在一个示例性实施例中，所述获取船载鱼探仪对海底识别得到的回波信号的图像信息，包括：采用如下计算表达式对所述回波信号的图像信息进行图像增强操作，包括：其中，f(x,y)表示回波信号的图像信息的灰度值，T(·)为映射函数，g(x,y)是变换后图像信息的灰度值，a表示增强系数，b表示偏移系数，E(x)表示能量信息，E0表示能量信息的阈值，其中，a和b为实数，E(x)和E0为大于0的数。在一个示例性实施例中，所述对所述回波信号的图像信息进行图像增强操作之后，所述方法还包括采用如下计算表达式对增强后的图像信息进行滤波处理，包括：其中，η表示图像信息上大小为N×M的一块区域，n1为小等于N的自然数，n2为小等于M的自然数，μ为大小为N×M的图像的均值，σ2为大小为N×M的图像的方差；v2表示噪声的方差，a(n1,n2)表示图像信息中大小为N×M的区域中n1和n2共同确定的区域的均值。在一个示例性实施例中，所述根据所述回波信号的图像信息的能量信息，确定海底边界在所述回波信号的图像中所处的区域，包括：选取所述回波信号的图像信息中局部的图像信息；确定所述局部的图像信息中每列的能量信息的最大值的位置；由所述最大值的位置向两侧搜索，查找信号的数值中满足数值判断策略的目标信号的位置；根据所述目标信号的位置，得到所述回波信号的图像信息中每列的海底边界宽度信息，将所述每列的海底边界宽度信息所确定的区域作为海底边界在所述回波信号的图像中所处的区域。在一个示例性实施例中，所述确定所述局部的图像信息中每列的能量信息的最大值的位置之后，所述方法还包括：计算所述最大值的位置对应的能量信息；判断所述能量信息是否满足预设的能量充足的判断策略，得到判断结果；如果所述判断结果满足所述能量充足的判断策略，再执行基于最大值的位置的两侧搜索。在一个示例性实施例中，所述数值判断策略中数值的大小是根据所述最大值设置的；所述目标信号是通过如下方式得到的，包括：以所述最大值的位置为起点，搜索相邻两侧的信号中满足对所述数值判断策略的连续信号，将所述连续信号中距离所述最大值位置最远的信号作为目标信号。在一个示例性实施例中，所述根据所述回波信号的图像信息的能量信息，确定海底边界在所述回波信号的图像中所处的区域之后，所述方法还包括：获取所述回波信号的图像信息各行信号的能量最大值对应的权重；判断每行的能量最大值与权重的乘积所述能量信息是否满足预设的能量充足的判断策略，得到判断结果；如果所述判断结果不满足所述能量充足的判断策略，则将所述能量最大值对应的信号作为噪声，从所述回波信号的图像信息删除。在一个示例性实施例中，所述获取所述回波信号的图像信息各行信号的能量最大值对应的权重，包括：计算所述回波信号的图像信息中各行信号的能量总和；从所述各行信号的能量总和中，选择能量总和最大的行作为目标行；根据所述回波信号的图像信息各行的位置与所述目标行的距离，设置各行信号的能量最大值对应的权重；其中：距离所述目标行距离越近的行，权重越大；距离所述目标行距离越远的行，权重越小。在一个示例性实施例中，通过如下计算表达式设置各行信号的能量最大值对应的权重，包括：其中，ar表示第r行的权重；A为回波信号的图像信息中行的总数，A为正整数；0＜r≤A，r为正整数，rmax为能量总和最大的行的编号。在一个示例性实施例中，所述在所述回波信号的图像中所处的区域中确定海底边界信息，包括：对所述回波信号的图像信息中缺失的边界信息进行补全操作；将所述回波信号的图像信息中每m列作为一个处理单元，确定每个处理单元中各行和最大值的位置；根据每个处理单元中各行和最大值的位置，确定所述回波信号的图像信息对应的海底深度信息。在一个示例性实施例中，所述对所述回波信号的图像信息中缺失的边界信息进行补全操作，包括：确定所述回波信号的图像信息在t时刻的最大值的位置r，其中t和r均为自然数；统计时间为t～t+t0内且位置为r-r0～r+r0范围内最大值的个数，其中，t0和r0均为自然数；如果统计得到的最大值的个数满足预设的个数判断策略，则将时间为t～t+t0内且位置为r-r0～r+r0范围内的海底边界进行补全。根据本文的另一方面，提供一种海底信息的获取装置，包括处理器、存储器和存储于所述存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上文任意一项所述方法的步骤。根据本文的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上文任意一项所述方法的步骤。本文通过获取船载鱼探仪对海底识别得到的回波信号的图像信息，并根据所述回波信号的图像信息的能量信息，确定海底边界在所述回波信号的图像中所处的区域，再在所述回波信号的图像中所处的区域中确定海底边界信息，可以有效降低海洋探测的成本。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本文。附图说明构成本文的一部分的附图用来提供对本文的进一步理解，本文的示意性实施例及其说明用于解释本文，并不构成对本文的不当限定。在附图中：图1是根据一示例性实施例示出的一种海底信息的获取方法的流程图。图2是根据一示例性实施例示出的海底信息的获取方法示意图。图3是根据一示例性实施例示出的回波信号幅值一维概率密度分布示意图。图4是根据一示例性实施例示出的发射脉冲的间隔一维概率密度分布示意图。图5是根据一示例性实施例示出的回波图像某列局部极大值示意图。图6是根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底信息的获取方法，其特征在于，包括：/n获取船载鱼探仪对海底识别得到的回波信号的图像信息；/n根据所述回波信号的图像信息的能量信息，确定海底边界在所述回波信号的图像中所处的区域；/n在所述回波信号的图像中所处的区域中确定海底边界信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种海底信息的获取方法，其特征在于，包括：
获取船载鱼探仪对海底识别得到的回波信号的图像信息；
根据所述回波信号的图像信息的能量信息，确定海底边界在所述回波信号的图像中所处的区域；
在所述回波信号的图像中所处的区域中确定海底边界信息。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取船载鱼探仪对海底识别得到的回波信号的图像信息，包括：
采用如下计算表达式对所述回波信号的图像信息进行图像增强操作，包括：



其中，f(x,y)表示回波信号的图像信息的灰度值，T(·)为映射函数，g(x,y)是变换后图像信息的灰度值，a表示增强系数，b表示偏移系数，E(x)表示能量信息，E0表示能量信息的阈值，其中，a和b为实数，E(x)和E0为大于0的数。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述回波信号的图像信息进行图像增强操作之后，所述方法还包括
采用如下计算表达式对增强后的图像信息进行滤波处理，包括：



其中，η表示图像信息上大小为N×M的一块区域，n1为小等于N的自然数，n2为小等于M的自然数，μ为大小为N×M的图像的均值，σ2为大小为N×M的图像的方差；v2表示噪声的方差，a(n1,n2)表示图像信息中大小为N×M的区域中n1和n2共同确定的区域的均值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述回波信号的图像信息的能量信息，确定海底边界在所述回波信号的图像中所处的区域，包括：
选取所述回波信号的图像信息中局部的图像信息；
确定所述局部的图像信息中每列的能量信息的最大值的位置；
由所述最大值的位置向两侧搜索，查找信号的数值中满足数值判断策略的目标信号的位置；
根据所述目标信号的位置，得到所述回波信号的图像信息中每列的海底边界宽度信息，将所述每列的海底边界宽度信息所确定的区域作为海底边界在所述回波信号的图像中所处的区域。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述局部的图像信息中每列的能量信息的最大值的位置之后，所述方法还包括：
计算所述最大值的位置对应的能量信息；
判断所述能量信息是否满足预设的能量充足的判断策略，得到判断结果；
如果所述判断结果满足所述能量充足的判断策略，再执行基于最大值的位置的两侧搜索。


6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述数值判断策略中数值的大小是根据所述最大值设置的；
所述目标信号是通过如下方式得到的，包括：
以所述最大值的位置为起点，搜索相邻两侧的信号中满足对所述数值判断策略的连续信号，将所述连续信号中距离所述最大值位置最远的信号作为目标信号。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勃，吴建波，邢园园，唐校兵，黄振中，李友如，
申请(专利权)人：中科长城海洋信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11