[发明专利]一种便携式三维成像声纳及其成像方法、系统

权利要求书

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：

K=10000100kxky1kw0001]]>

其中，k_x为横轴移动系数k_x、k_y为纵轴移动系数，k_w为比例变换系数k_w，且有z₁为第一个切片的距离，z_n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：M_warp＝K^-1·T^-1·M_view，其中，M_warp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，M_view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图像的回波强度值，进而得到中间图像。