水聲數(shù)據(jù)可視化技術(shù)研究.pdf

1、在海洋資源的利用和開發(fā)、水下探測(cè)研究等領(lǐng)域，水聲技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。作為水下勘測(cè)的主要手段，三維成像聲納也得到了快速地發(fā)展。根據(jù)水下聲納數(shù)據(jù)重建具有三維可視效果圖像的水聲數(shù)據(jù)可視化是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。由于海洋環(huán)境非常復(fù)雜，聲波在海水中傳播容易受環(huán)境中各種干擾因素的影響。因此聲納收集到的數(shù)據(jù)在生成和傳輸過程中難免會(huì)受噪聲影響，表現(xiàn)為數(shù)據(jù)對(duì)比度低，背景信息復(fù)雜。故直接對(duì)數(shù)據(jù)作三維可視操作，一般不會(huì)得到很好的視覺效果。所以有必要將原始數(shù)

2、據(jù)作降噪處理，去除噪聲干擾；并且再將數(shù)據(jù)作分割處理，區(qū)別不同的背景信息，以便于觀測(cè)水下環(huán)境的各個(gè)部分。
　　論文通過對(duì)傳統(tǒng)降噪算法和經(jīng)典分割算法的研究，根據(jù)水聲數(shù)據(jù)的三維特點(diǎn)，結(jié)合并改進(jìn)多種有效算法，提出了先將原始水聲數(shù)據(jù)作降噪處理，然后對(duì)其進(jìn)行分割，最后利用可視化工具包VTK對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維可視化以驗(yàn)證處理效果。
　　論文首先提出了一種結(jié)合空域和變換域的三維水聲數(shù)據(jù)降噪算法，該算法分析了復(fù)合噪聲模型特點(diǎn)，分別考慮水聲數(shù)據(jù)中并

3、存的加性和乘性噪聲，結(jié)合空域和變換域，提出了分別進(jìn)行模糊中值濾波和利用小波系數(shù)相關(guān)性的小波軟閾值濾波的分層降噪方法，并在算法的實(shí)現(xiàn)過程中充分利用了數(shù)據(jù)的三維鄰域信息。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該算法降低了原始數(shù)據(jù)的噪聲，提高了數(shù)據(jù)連續(xù)性和對(duì)比度，增強(qiáng)了三維水聲數(shù)據(jù)的可視效果。
　　接著論文提出一種適用于三維水聲數(shù)據(jù)的融合分割算法，該算法結(jié)合了模糊C均值、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)及一種改進(jìn)的OTSU閾值算法。由于水體、地層以及它們中間的過渡層具有不同的聲學(xué)特