专利名称：一种用于声纳数据管理系统的数据处理方法
技术领域：
本发明涉及数据处理领域，特别涉及一种用于声纳数据管理系统的数据处理方 法。
背景技术：
声纳技术在国内外处于迅速发展的阶段，各种声纳试验，如水池试验、湖试、海试 等，大量开展。在取得了良好的试验效果的同时，积累了大量珍贵的试验信息与实测数据。 这些信息和数据在为声纳技术的发展做出贡献的同时，也为数据和信息的存储、管理带来 了挑战。目前用于声纳数据管理系统的数据处理方法比较原始，基本上是原样照搬试验所 得的信息和数据到数据库中，没有进行针对性的处理。这样的管理方式虽然有数据库的辅 助，但在数据使用上仍然不是十分便利。试验记录的数据往往时间较长、数据量较大，而目 标照射回波只出现在一小段时间内，是整个数据中的一小部分。按照现有的管理方式，无法 快速、有效的辨识试验数据是否含有回波数据，也无法迅速锁定含有目标的数据段。本发明 就是为了解决这样的问题而提出的。
发明内容
本发明的目的在于，为了解决上述问题，提出一种用于声纳数据管理系统的数据 处理方法，能够快速有效地辨识声纳试验数据是否含有回波数据，为声纳数据管理系统奠 定基石出。为实现上述发明目的，提出一种用于声纳数据管理系统的数据处理方法，该方法 是基于一维声纳原始试验数据域进行处理，获得具有回波内容的原始试验数据段，并存放 在声纳数据管理系统的目标回波数据表中；所述的用于声纳回波数据管理系统的数据处理 方法具体步骤包括步骤1)对一段一维声纳原始试验数据进行快速傅里叶变换并作归一化处理；步骤2~)对所述的步骤1)获得的频域变换的结果按照恒定带宽子带方法或常数 Q子带方法进行子带的划分获得η个子带；其中，Q为每个子带的中心频率与对应的带宽之 比；步骤幻在所述的步骤幻获得的每个子带频带内按照式(1)对谱线幅值平方求 和；
权利要求
1.一种用于声纳数据管理系统的数据处理方法，该方法是基于一维声纳原始试验数据 域进行处理，获得具有回波内容的原始试验数据段，并存放在声纳数据管理系统的目标回 波数据表中；所述的用于声纳回波数据管理系统的数据处理方法具体步骤包括步骤1)对一段一维声纳原始试验数据进行快速傅里叶变换并作归一化处理； 步骤幻对所述的步骤1)获得的频域变换的结果按照恒定带宽子带方法或常数Q子 带方法进行子带的划分获得η个子带；其中，Q为每个子带的中心频率与对应的带宽之比； 步骤幻在所述的步骤幻获得的每个子带频带内按照式(1)对谱线幅值平方求和；El=YjESErSf(1)7=1其中，ES&表示为单根谱线能量，Sf表示为频率采样间隔，Iii表示为子频带i内的谱 线数量；步骤4)根据所述的步骤幻获得的每个子带的能量，按照式( 获得的比值ε与经 验值做比较来判断该段数据中是否含有目标回波；当ε大于等于经验值时，则该段数据中 含有目标回波，将一维原始试验数据添加入数据管理系统中的目标回波数据表中；当ε小 于经验值时，则该段数据中没有目标回波；其中，经验值由样本得到； c= MAXjEx,E2,...,En)⑵~ MEAN(EvE2W)En) 式中，MAX(E1, E2, ... , En)表示η个子带中能量最大的子带能量；MEAN(E1, E2, ... , En) 表示η个子带能量平均值。
2.根据权利要求1所述的用于声纳数据管理系统的数据处理方法，其特征在于，所述 的恒定带宽子带方法即均勻划分每个子带的带宽。
3.一种用于声纳数据管理系统的数据处理方法，该方法是基于二维声纳原始试验数据 图像域进行处理，获得具有回波内容的原始试验数据段，并存放在声纳数据管理系统的目 标回波数据表中；所述的用于声纳回波数据管理系统的数据处理方法具体步骤包括步骤1)对一段声纳试验数据通过波束形成方法形成声纳图像；声纳图像中的每一行 对应一次声纳波束照射后返回的数据；步骤幻将所述的步骤1)获得的声纳图像预处理，然后进行图像处理得到二值图像； 步骤幻根据所述的步骤幻获得的二值图像中的亮区进行连通成分编号标记； 步骤4)所述的步骤幻获得的编号中对应的亮区所占有的像素点数分别与图像的整 个像素数之比，根据最大的比值来区分目标回波图像和噪声图像；当最大的比值小于设定 的判定阈值Tr时，判决为目标回波图像；否则，判定为噪声图像；其中，Tr的取值根据样本 的训练结果得到；步骤幻根据所述的步骤1)获得的声纳图像中的每一行对应一次声纳波束照射后返 回的数据，对所述的步骤4)的目标回波图像对应地获得具有回波内容的声纳原始试验数 据段，将数据添加入数据管理系统中的目标回波数据表中。
4.根据权利要求3所述的用于声纳回波数据管理系统的数据处理方法，其特征在于， 所述的步骤1)中，所述的波束形成方法采用按照式(3)时域上延时相加得
5.根据权利要求3所述的用于声纳回波数据管理系统的数据处理方法，其特征在于， 所述的步骤幻中的预处理方法包括滤波。
6.根据权利要求3所述的用于声纳回波数据管理系统的数据处理方法，其特征在于， 所述的步骤幻中的图像处理先采用均值-标准差的阈值分割方法对预处理后的图像进行 分割，然后运用数学形态学图像处理方法对分割后的图像进行处理。
7.根据权利要求6所述的用于声纳回波数据管理系统的数据处理方法，其特征在于， 所述的数学形态学图像处理方法采用以半径3个像素的圆为单位对图像进行开运算和闭 运算。
全文摘要
本发明涉及一种用于声纳数据管理系统的数据处理方法，首先对一段声纳试验数据通过波束形成方法形成声纳图像；声纳图像中的每一行对应一次声纳波束照射后返回的数据；然后将获得的声纳图像预处理，然后进行图像处理得到二值图像；根据获得的二值图像中的亮区进行连通成分编号标记；将获得的编号中对应的亮区所占有的像素点数分别与图像的整个像素数之比，根据最大的比值来区分目标回波图像和噪声图像；当最大的比值小于设定的判定阈值Tr时，判决为目标回波图像；否则，判定为噪声图像。最后根据目标回波图像对应地获得具有回波内容的声纳原始试验数据段，将数据添加入数据管理系统中的目标回波数据表中。
文档编号G06F17/30GK102073711SQ201010622889
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者张扬帆, 张春华, 李昌志, 田杰 申请人:中国科学院声学研究所