第43卷第3期2023年5月引文格式：董理，武峰，尚晓东.侧扫声纳图像中央区的自动确定和重建[J].海洋测绘，2023,43(3）：21-25.D01:10.3969/j.issn.1671-3044.2023.03.005海洋测绘HYDROGRAPHICSURVEYINGANDCHARTINGVol.43,No.3May.,2023侧扫声纳图像中央区的自动确定和重建董理",武峰?²,尚晓东1（1.海军工程大学兵器工程学院，湖北武汉430033;2.武汉船舶职业技术学院机械工程学院，湖北武汉430050）摘要：侧扫声纳是海洋测绘领域的常用设备，为解决侧扫声纳波束模式带来的声纳图像中央区域质量较差的问题，提出了侧扫声纳图像中央区的自动确定和重建方法。首先根据侧扫声纳测量原理，基于波束模式，自动确定侧扫声纳图像的中央区域；然后根据图像强度梯度和像素可靠信息，计算图像重建区域的优先级；最后根据优先级顺序，采用基于样例的方法对中央区进行重建，提高侧扫声纳图像质量。研究表明，重建后的侧扫声纳图像无论是在主观视觉还是客观评价指标方面，都取得了满意的结果。采用本文所提方法得到的重建图像，能够清晰地反映海底特征，具有很好的应用价值。关键词：海洋测绘；侧扫声纳；波束模式；声纳图像中央区；重建优先级；图像重建中图分类号：P2291引言侧扫声纳是海洋测绘领域的常用设备，通常拖电在船体后面进行扫描式测量,采用Ping成像模式获取高分辨率海底图像，为海洋科学研究和海洋工程建设提供基础测绘信息[1~10]。在侧扫声纳的安装过程中,为了消除或者减弱声波打到水面时产生的多路径影响，侧扫声纳的主瓣与水平方向之间会设置一个倾斜角度。在测量过程中,发射的声波能量主要集中在主瓣的波束开角范围内,回波较强。相反,在主瓣的波束开角范围之外的旁瓣区域内获取的回波能量较低[11]。尽管如此,旁瓣区域内的后向散射能量依然会被侧扫声纳的换能器接收，只是回波强度质量远低于主瓣范围内的回波强度。受这种波束模式的影响，侧扫声纳图像中央区域的数据质量远低于其他区域。为解决这一问题，可以采用多条带覆盖式测量的方法，使用其中一幅侧扫声纳图像边缘位置处的测量数据替代相邻图像中央区域质量较差的数据[12]。但是，提高相邻条带之间的覆盖率增加了工作量,降低了工作效率。因此,出现了多种测量设备协同工作的方法,如在已经安装侧扫声纳系统的前提下，同时在拖鱼正下方安装高清相机或多波束系统采集拖鱼正下方的数据，替代侧扫声纳图像中央收稿日期：2022-11-10；修回日期：2023-01-31基金项目：湖北省科技计划重点项目（2021BID...
