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基于变换域的水下运动目标特征提取与跟踪

作　者: 吴迪
导　师: 李思纯
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 水声工程
关键词: 水下变速运动目标变换域 Hough变换特征提取线谱跟踪阈值分割
分类号: U666.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着现代声纳技术的发展，水下运动目标的辐射噪声不断降低，在水下的隐蔽性能有了显著的提高，因此对水下运动目标的特征提取与跟踪是被动声纳信号处理的重要研究课题。水下运动目标在做变速运动时所产生的辐射噪声具有瞬态信号的特点，目前尚未成为减振降噪的主要对象，本文利用信号处理以及图像处理方法对水下变速运动目标的辐射噪声信号进行分析研究。本文的主要研究工作如下：首先，通过对水下变速运动目标辐射噪声进行初步分析，建立了数学模型，得到了与实测信号较为接近的仿真信号。然后，研究了时频分析技术、图像预处理技术在处理水下变速运动目标辐射噪声信号中的应用。研究了变换域特征提取算法。针对传统Hough变换算法的不足，本文对算法进行了改进。利用VC对特征提取算法进行可视化编程，并利用该软件进行算法仿真和实验数据处理工作，验证了利用该算法在特征提取处理中的可行性。最后，研究了图像处理中的阈值分割算法。并将该算法应用于水下运动目标线谱跟踪技术之中，通过对算法进行仿真以及实验数据处理工作，验证了该算法的可行性。旨通过本文的研究，为提高被动声纳预警能力提供理论基础与技术支持。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-12
  1.1 论文背景及意义  9
  1.2 基于变换域的特征提取技术  9-10
  1.3 线谱跟踪技术  10-11
  1.4 论文研究内容  11-12
第2章水下变速运动目标信号分析仿真及预处理  12-26
  2.1 水下变速运动目标信号分析  12
  2.2 水下变速运动目标信号建模及仿真  12-14
  2.3 水下变速运动目标信号小波包分析  14-18
    2.3.1 小波包分析原理  14-15
    2.3.2 仿真数据处理  15-16
    2.3.3 实验数据处理  16-18
  2.4 水下变速运动目标信号的短时傅里叶变换  18-20
    2.4.1 仿真数据处理  19
    2.4.2 实验数据处理  19-20
  2.5 图像预处理  20-25
    2.5.1 拉普拉斯图像锐化  20-21
    2.5.2 小波变换图像增强  21-22
    2.5.3 中值滤波  22-23
    2.5.4 自适应滤波  23-24
    2.5.5 图像的边缘检测  24-25
  2.6 本章小结  25-26
第3章基于变换域的水下运动目标特征提取技术  26-46
  3.1 基于变换域的水下运动目标特征提取算法原理  26-27
  3.2 改进的 Hough 变换特征提取算法  27-30
    3.2.1 相邻像素点的聚类  27-28
    3.2.2 直线的感知编组  28-29
    3.2.3 基于随机 Hough 变换(RHT)的直线段检测  29-30
  3.3 基于变换域的水下运动目标特征提取软件的 VC 开发  30-34
    3.3.1 软件开发环境  30-31
    3.3.2 VC 与 MATLAB 混合编程技术  31
    3.3.3 软件主要功能  31-32
    3.3.4 软件主要运行界面  32-34
  3.4 基于变换域特征提取算法的仿真研究  34-40
  3.5 基于变换域特征提取算法的实验数据处理  40-45
  3.6 本章小结  45-46
第4章基于阈值分割的线谱跟踪技术研究  46-53
  4.1 图像阈值分割算法  46-49
    4.1.1 一维最大类间方差法  47-48
    4.1.2 二维最大类间方差法  48-49
  4.2 线谱跟踪技术  49-50
  4.3 仿真实验研究  50-51
  4.4 实验数据处理  51-52
  4.5 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-58
致谢  58

基于变换域的水下运动目标特征提取与跟踪

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