[发明专利]被动声呐多目标方位迹提取方法、电子设备及计算机可读存储介质

说明书

本发明涉及声纳图像处理技术领域，尤其是涉及一种被动声呐多目标方位迹提取方法、电子设备及计算机可读存储介质。包括如下步骤：扩展原始方位历程图像，获取扩展方位历程图像；设定窗口，在扩展方位历程图像上依次获取系列窗口图像，对各窗口图像进行Radon变换，获得系数矩阵R；将各矩阵R分块；提取各矩阵R中各分块的峰值点；将获取的各矩阵R峰值点归一化，得到矩阵N；对矩阵N反Radon变换，得到矩阵R中初始目标方位迹，标记为矩阵T；对矩阵T进行二值化处理，得到矩阵M；根据窗口大小和窗口平移像素点数，计算方位迹点检测次数门限，依据方位迹点检测次数门限净化矩阵M，得到最终目标方位迹；截取原始方位历程图对应部分，得到提取出来的多目标方位迹。

技术领域

本发明涉及声纳图像处理技术领域，尤其是涉及一种被动声呐多目标方位迹提取方法、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

时间方位历程图(Bearing Time Recording,BTR)是被动声纳一种重要的信息呈现方式，反映了目标信号与背景噪声的时空信息。随着减振降噪技术的发展，舰艇辐射噪声越来越低，被动声纳方位历程图中的目标方位迹越来越不明显，影响目标检测与方位估计。从多波束输出结果中提取目标方位迹的方法主要有三类：基于峰值检测的方位迹提取方法、基于隐马尔可模型(Hidden Markov Model,HMM)的方位迹提取方法、基于空间变换的方位迹提取方法。被动声纳的目标信号为目标舰艇的辐射噪声或目标舰艇上主动声纳发射的信号，背景噪声为海洋环境噪声与舰艇自噪声，基阵接收信号的信噪比较低。而且随着减振降噪技术的发展，目标舰艇的辐射噪声越来越低，被动声纳接收信号的信噪比也越来越低，方位历程图中的目标方位迹越来越不明显。

基于峰值检测的方位迹提取方法一般步骤为：先提取一帧多波束输出结果的峰值点，记录峰值点的方位与幅值，然后将方位与幅值信息送入跟踪滤波器对峰值方位进行递推预测，从而提取目标方位迹。由于水中环境复杂多变，提取峰值点时，可能出现遗漏或野值，当背景噪声较大时，基于峰值检测的方位迹提取方法将失效。HMM对前后状态的关联性有很好的建模能力，但此类方位迹提取算法的计算量会随方位迹数目的增加而迅速变大。

再有，现有的Radon域峰值迭代提取法，为对方位历程图进行Radon变换，变换后的系数矩阵记为R，元素个数记为S，利用迭代法提取系数矩阵中的峰值点，处理流程如下：

(1)设定检测信噪比门限SNR，产生一个与系数矩阵R同等大小的零矩阵M，用来存放满足信噪比的峰值点，将系数矩阵R赋给迭代矩阵R¹，即R¹＝R；

(2)进行第N(N从1开始)次迭代前，先计算信噪比SNR_N是否满足检测信噪比门限。SNR_N＝T_N/u_N，其中

(3)如果SNR_N≥SNR，进行迭代处理否则终止迭代，此时矩阵M中的非0元素即为提取出的峰值点。

这种峰值提取方法使得系数矩阵中一些非轨迹对应的点因为数值较大也被提取出来，进行Radon反变换会导致轨迹提取结果中出现较多干扰。

因此，针对上述问题本发明提供一种被动声呐多目标方位迹提取方法、电子设备及计算机可读存储介质。

发明内容

本发明的目的在于提出一种被动声呐多目标方位迹提取方法、电子设备及计算机可读存储介质，通过被动声呐多目标方位迹提取方法以解决现有技术存在的由于水中环境复杂多变，提取峰值点时，可能出现遗漏或野值，当背景噪声较大时，基于现有的峰值检测的方位迹提取方法将失效，以及HMM对前后状态的关联性虽然具有很好的建模能力，但此类方位迹提取算法存在计算量会随目标方位迹数目的增加而迅速变大的技术问题。

本发明提供的一种被动声呐多目标方位迹提取方法，包括如下步骤：

扩展原始方位历程图像，获取扩展方位历程图像；