專利名稱：多波束圖像聲納中扇形變換的快速實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像聲納領(lǐng)域，主要涉及圖像聲納中扇形變換的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
多波束圖像聲納往往采用主動(dòng)方式工作，利用發(fā)射換能器輻射出聲信號(hào)，通過接收換能器接收目標(biāo)回波，回波數(shù)據(jù)經(jīng)過波束形成處理獲得目標(biāo)場(chǎng)景圖像，圖像是以極坐標(biāo)形式輸出的，扇形變換模塊則用于將極坐標(biāo)聲圖像轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)聲圖像，以便于計(jì)算機(jī)顯示器顯示，適合于用戶視覺習(xí)慣。波束形成模塊輸出的極坐標(biāo)圖像是以目標(biāo)到接收換能器的斜距r為橫坐標(biāo)，以目標(biāo)相對(duì)于接收換能器的方位角度θ為縱坐標(biāo)的。扇形變換可將極坐標(biāo)(r，θ)下的圖像像素值f(r，θ)與直角坐標(biāo)(x，y)下的圖像像素值g(x，y)之間形成映射，最后獲得直角坐標(biāo)聲圖像。直角坐標(biāo)聲圖像一般顯示在顯示器上，以供聲納員進(jìn)行目標(biāo)信息判讀。如圖(1)， 坐標(biāo)間的變換關(guān)系為
權(quán)利要求
1.多波束圖像聲納中扇形變換的快速實(shí)現(xiàn)方法，使得基于波束形成的圖像聲納在實(shí)現(xiàn)扇形變換時(shí)，F(xiàn)PGA等硬件無需繁瑣的三角或反三角函數(shù)運(yùn)算，能夠很大程度提高扇形變換的實(shí)時(shí)性。其特征是(1)確定用來顯示直角坐標(biāo)聲圖像的顯示器分辨率；( 根據(jù)圖像聲納實(shí)際水平和垂直距離范圍，計(jì)算直角坐標(biāo)圖像水平和垂直距離分辨率；(3)根據(jù)某點(diǎn)的直角坐標(biāo)橫縱坐標(biāo)值，計(jì)算該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo)橫縱坐標(biāo)值；(4)根據(jù)波束形成原理獲得極坐標(biāo)橫縱坐標(biāo)索引值；( 極坐標(biāo)圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，按照極坐標(biāo)的橫縱坐標(biāo)索引值讀取相應(yīng)像素幅值，并賦值給直角坐標(biāo)對(duì)應(yīng)位置；(6)完成直角坐標(biāo)系下每一點(diǎn)與極坐標(biāo)的映射，獲得直角坐標(biāo)聲圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波束圖像聲納中扇形變換的快速實(shí)現(xiàn)方法，其特征是所述根據(jù)圖像聲納實(shí)際水平和垂直距離范圍計(jì)算直角坐標(biāo)圖像水平和垂直距離分辨率，若水平距離范圍為(「—ax —ax卜垂直距離范圍為(0 Fmo^，則計(jì)算直角坐標(biāo)圖像水平距離分辨率《 2JTmax/M和垂直距離分辨率守 Ymax/N。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多波束圖像聲納中扇形變換的快速實(shí)現(xiàn)方法，其特征是所述某點(diǎn)的直角坐標(biāo)橫縱坐標(biāo)值為X X JndexX^y y JndexXty，進(jìn)而計(jì)算該點(diǎn)的極坐標(biāo)下的橫縱坐標(biāo)值(sin θ，r)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波束圖像聲納中扇形變換的快速實(shí)現(xiàn)方法，其特征是所述直角坐標(biāo)索引值與極坐標(biāo)橫縱坐標(biāo)索引值之間的關(guān)系是
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多波束圖像聲納中扇形變換的快速實(shí)現(xiàn)方法，其特征是極坐標(biāo)圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，按照所述的極坐標(biāo)的橫縱坐標(biāo)索引值θ judex和rjndex讀取相應(yīng)像素幅值，并賦值給直角坐標(biāo)對(duì)應(yīng)位置。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種多波束圖像聲納中扇形變換的快速實(shí)現(xiàn)方法。多波束圖像聲納一般利用發(fā)射換能器輻射出聲信號(hào)，通過接收換能器接收目標(biāo)回波，回波數(shù)據(jù)經(jīng)過波束形成處理獲得目標(biāo)場(chǎng)景圖像，圖像是以極坐標(biāo)形式輸出的，扇形變換模塊則用于將極坐標(biāo)聲圖像轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)聲圖像，以符合視覺習(xí)慣，便于供聲納員進(jìn)行目標(biāo)信息判讀。該方法使得基于波束形成的圖像聲納在實(shí)現(xiàn)扇形變換時(shí)，F(xiàn)PGA等硬件無需繁瑣的三角或反三角函數(shù)運(yùn)算，能夠很大程度提高扇形變換的實(shí)時(shí)性。(1)確定用于顯示直角坐標(biāo)聲圖像的顯示器分辨率；(2)根據(jù)圖像聲納實(shí)際水平和垂直距離范圍，計(jì)算直角坐標(biāo)圖像水平和垂直距離分辨率；(3)根據(jù)直角坐標(biāo)圖像某點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)值，計(jì)算該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo)橫縱坐標(biāo)值；(4)根據(jù)波束形成原理獲得該點(diǎn)的極坐標(biāo)橫縱坐標(biāo)索引值；(5)極坐標(biāo)圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，按照極坐標(biāo)的橫縱坐標(biāo)索引值讀取相應(yīng)像素幅值，并賦值給直角坐標(biāo)對(duì)應(yīng)位置；(6)完成直角坐標(biāo)系下每一點(diǎn)與極坐標(biāo)的映射，獲得直角坐標(biāo)聲圖像。
文檔編號(hào)G01S15/89GK102508251SQ20111031618
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者于海鵬, 蘭華林, 劉鑫, 盧逢春, 孫大軍, 張殿倫, 滕婷婷 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)