基于背景抑制与改进多尺度LSD的声呐小目标检测算法

作     者：杨明东 汪天伟 陈如木 贺乐 顾轩 夏开权 YANG Mingdong;WANG Tianwei;CHEN Rumu;HE Le;GU Xuan;XIA Kaiquan

作者机构：昆明船舶设备研究试验中心云南昆明650051 中国人民解放军92942部队北京100161 广船国际有限公司广东广州511458 

基　　金：国家重点研发计划(2019YFB1310500) 

出 版 物：《声学技术》 (Technical Acoustics)

年 卷 期：2024年第43卷第1期

页      码：21-29页

摘      要：针对声呐小目标检测由于水下环境复杂、目标回波信号弱等因素造成虚警率和误检率较高的问题,文章提出基于背景抑制和改进直线分割检测(Line Segment Detection,LSD)的检测算法。首先对原始声呐数据截取序列片段,构建多周期累积历程图,凸显运动目标轨迹线特征;其次设计边缘滤波算子,有效滤除部分背景噪声,并结合投影变换进行线特征增强,不仅实现了断裂直线重连,还抑制了剩余噪声;然后基于图像金字塔改进了多尺度LSD直线分割检测算法,有效缓解了过检测问题,大幅增加了直线平均长度;最后为了合并冗余检测信息,利用运动轨迹时空一致性特征设计后处理模块,提高了检测定位精度。通过多组无人遥控潜水器(Remotely Operated Vehicle,ROV)、潜水员、空心球靶小目标序列的湖试、海试数据的定量与可视化结果定性分析,实验结果显示,文中算法与传统LSD相比,误检率和漏检率分别降低了11.2和3.9个百分点,定位误差下降了1.495个像素。结果表明,文中所提算法大幅提高了声呐小目标检测精度,为后续水下目标识别、跟踪等任务奠定重要基础。

主 题 词：声呐小目标检测 背景抑制 多尺度直线分割检测(LSD) 声呐图像 

学科分类：0711[理学-心理学类] 07[理学] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 080402[080402] 

D　O　I：10.16300/j.cnki.1000-3630.2024.01.003

馆 藏 号：203126173...