[发明专利]一种分块合成孔径声纳图像处理方法

说明书

本发明属于合成孔径声纳图像处理与拼接领域，涉及一种合成孔径声纳回波分块处理与图像拼接方法，其步骤包括：(1)设置系统工作参数；(2)计算单块处理原始声纳回波数据大小，并分配初始回波存储空间；(3)根据传感器数据解算出与当前数据块相对应的载体速度；(4)采用逐点或逐线合成孔径成像算法完成当前数据块成像。(5)去除相邻合成孔径成像数据块的重叠部分，实现相邻数据块的无缝拼接。本发明的特点是充分考虑载体平台运动的速度变化特征，针对不同数据块采用不同速度进行合成孔径成像，以实现高分辨率成像，同时实现不同成像数据块之间的无缝拼接，有利于后续合成孔径声纳图像处理及目标识别。

技术领域

本发明属于合成孔径声纳图像处理领域，特别是涉及一种分块合成孔径声纳图像处理方法。

背景技术

合成孔径声纳(SAS)是一种高分辨率成像声纳，它具有成像分辨率与成像距离和工作频率无关的优点，可以大幅度提高水下小目标探测能力。

合成孔径声纳高分辨率成像的前提是要求载体满足匀速直线运动这一条件，匀速直线运动是保证平台运动稳定性的前提条件，虽然可以通过优化载体设计来提高平台运动的稳定性，但是仍然不可能达到理想的匀速直线运动状态。此外，为了提高合成孔径声纳成像效率，通常采用逐线算法进行成像，不可避免需要进行原始数据分块处理，进而带来了相邻数据块的拼接问题。在合成孔径成像过程中，为提高成像分辨率，需要使用与当前数据块相匹配的载体速度，而速度变化导致了成像结果方位向大小变化，不能采用固定截取方法。因此，如何在保持高精度成像的同时，实现相邻数据块的无缝拼接是一个技术难题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种合成孔径声纳图像处理方法，能够解决合成孔径声纳分辨率成像过程中相邻数据块间的无缝拼接问题。

为实现上述目的，按照本发明，提供一种分块合成孔径声纳图像处理方法，其特征在于，该方法主要包括如下步骤：

分配原始数据存储空间和传感器数据存储空间；所述原始数据存储空间分配根据设定的单块数据合成孔径长度个数、最大采样距离和脉冲重复间隔，所述传感器数据分配依据获得单块声纳数据时间长度和传感器数据采集频率；

原始声纳数据和传感器数据采集，并执行信号处理，其中所述信号处理的步骤包括：

检测接收的脉冲数据个数，当前接收的声纳脉冲个数等于单块数据脉冲个数，将上述接收的数据块拷贝至待处理数据缓冲区，并修改数据标识，同时将最后一个合成孔径长度数据搬移到下一个接收的数据块的最前面，并修改已接收脉冲个数为一个合成孔径长度脉冲个数；

同时从传感器数据缓冲区中截取与当前接收的数据块相对应的传感器数据；

通过检测所述数据标识发现新接收的数据块，若发现新数据块，首先依据传感器数据计算出当前接收的数据块的平均速度；

根据所述当前平均速度和脉冲间隔计算有效子阵个数，进行有效数据截取，将多子阵信号转换为单子阵信号；

调用单子阵合成孔径成像算法对所述单子阵信号进行合成孔径成像，并对成像结果在距离向和方位向进行截取；所述距离向的截取为在最远处截取一个脉冲宽度数据；所述方位向的截取为依据当前成像所用速度，在首部和尾部各截取半个合成孔径长度数据；

将截取后的成像结果求其幅度作为最终的合成孔径成像结果，并且将上述结果进行合成孔径声纳图像的显示。

进一步地，所述单块数据脉冲个数的计算方法为：计算合成孔径长度其中D表示子阵长度、λ表示波长、R_max表示最大测绘距离，根据计算出单个合成孔径长度包含的脉冲个数NPluse，PRI表示脉冲重复频率、V表示设定的载体平台运动速度，单块原始数据包含的脉冲个数为N*NPluse，这里N表示设定的单块数据包含的合成孔径个数。