水下目標(biāo)回波幾何亮點(diǎn)結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)研究.pdf

1、水下目標(biāo)探測與識別技術(shù)是目前國內(nèi)外水聲技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一，也是學(xué)術(shù)界公認(rèn)的一大難題，而這一技術(shù)的基礎(chǔ)是對水下目標(biāo)的聲散射機(jī)理和目標(biāo)特性進(jìn)行分析研究。水下目標(biāo)回波幾何亮點(diǎn)結(jié)構(gòu)是目標(biāo)回波信息的一大特征，但是在時(shí)域、頻域、空域?qū)夭◣缀瘟咙c(diǎn)的處理方法總是會受到分辨力的限制，這就導(dǎo)致無法準(zhǔn)確分辨出目標(biāo)回波的幾何亮點(diǎn)。本文主要研究噪聲背景下水下目標(biāo)回波的幾何亮點(diǎn)結(jié)構(gòu)，將形態(tài)學(xué)圖像處理與信號的時(shí)頻分析相結(jié)合，給出了一種新的目標(biāo)回波分析方法。

2、　　本文對目標(biāo)聲散射和回波時(shí)頻特性的研究以及形態(tài)學(xué)圖像分析進(jìn)行介紹。從理論上推導(dǎo)出了回波亮點(diǎn)的魏格納-威爾分布，以及本文目標(biāo)模型中所涉及到的兩大類基本子目標(biāo)的亮點(diǎn)參數(shù)。并對形態(tài)學(xué)圖像分析中的基本概念和理論進(jìn)行歸納，分別從二值形態(tài)學(xué)、灰度形態(tài)學(xué)兩方面對基本運(yùn)算和變換進(jìn)行討論。
　　基于上述理論基礎(chǔ)，本文研究了一種新的方法：移除交叉項(xiàng)重建方法。通過分析魏格納-威爾分布交叉項(xiàng)產(chǎn)生的原因，結(jié)合亮點(diǎn)模型中目標(biāo)回波的特征和線性調(diào)頻信號的時(shí)頻特

3、征、形態(tài)學(xué)運(yùn)算變換的操作，研究了基于形態(tài)學(xué)重建處理目標(biāo)回波的方法。這種方法將時(shí)頻分析中的短時(shí)傅里葉變換同魏格納-威爾分布兩種方法相結(jié)合，采用形態(tài)學(xué)重建來去除魏格納-威爾分布中多分量輸入信號所產(chǎn)生的交叉項(xiàng)，不斷擬合恢復(fù)出信號的自項(xiàng)成分，以便于分析水下目標(biāo)回波的幾何亮點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
　　仿真結(jié)果表明該方法在改變分量信號調(diào)頻斜率、能量和個(gè)數(shù)及部分重疊的情況下是可行的。為驗(yàn)證實(shí)際水聲環(huán)境對該方法性能的影響，本文結(jié)合水池實(shí)驗(yàn)，對目標(biāo)模型進(jìn)行分析。