三維水聲數據的可視技術研究.pdf

1、水聲數據可視化的研究與應用為海底地貌觀測，海洋資源勘探，水下救險以及海洋軍事等方面提供了有力的技術保障。本文針對水聲數據可視化中的數據預處理以及體繪制中的傳輸函數作了深入地研究，主要研究內容和成果如下：
　　首先，針對三維水聲數據背景復雜、受噪聲干擾嚴重等特點，提出一種結合三維FMF的HFCM水聲數據分割算法，以提高水聲數據分割的精度和效率。該算法首先選取三維濾波窗口，利用最大熵閾值法計算出模糊閾值；再結合半高斯模糊隸屬度函數對水

2、聲數據進行模糊中值濾波；最后采用HFCM算法對濾波后的數據進行分割。對兩組不同的三維水聲數據進行分割處理的結果表明該算法能夠有效地降低噪聲干擾，分割效果要優(yōu)于未濾波的HFCM以及均衡FMF的HFCM分割算法，并且在分割效率上要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的模糊C均值算法。
　　其次，為了獲得良好的水聲數據三維顯示效果，設計不透明度傳輸函數和顏色傳輸函數。首先將體數據的標量值映射為不透明度值；再計算體數據的梯度，根據所有體數據點的梯度幅值設計不透明

3、度傳輸函數，最終設計出基于標量值和梯度幅值的二維不透明度傳輸函數；然后設計了把標量值、梯度幅值以及二階導數映射到HSV彩色空間的顏色傳輸函數。將設計的傳輸函數應用到體繪制中，相比于標量值不透明度傳輸函數，引入梯度的二維不透明度傳輸函數的繪制結果強化了邊界信息，突出了目標。顏色傳輸函數的設計使得水下物體更加容易辨識。
　　本文首先對水聲數據進行降噪分割處理，然后設計不透明度和顏色傳輸函數，利用光線投射算法對處理后的水聲數據進行體繪制