基于声图像的海底地形边界提取算法

王媛媛，郭延恩，施国全，韦俊霞，夏顺仁

（1.浙江大学 生物医学工程教育部重点实验室，浙江 杭州310027；2.浙江省心脑血管检测技术与药效评价重点实验室，浙江 杭州310027；3.杭州中船重工第七一五声学研究所，浙江 杭州，310012）

近年来，随着海洋资源开发、海洋环境监测评价、浅海和海岸建设的日益增多，与海洋工程相关的海底声学地层剖面探测也日渐频繁.众多探测手段中，海底地形的提取尤为重要，它不仅能提供简便直观的海底样貌、岩层特征，还可以为沉积物地质属性的识别和声学参数的提取提供参考信息［1，2］.探测手段的发展促进了海底成像的多样化，数字图像处理技术的引入使得海底各反射地层显示更加清楚直观，较为成熟的图像处理手段也为海底复杂地形的提取提供了强有力的保障.

海底探测仪器（Chirp Sub-bottom profiler）发射线性调频声波，经海底各存在声阻抗差异的地层反射，由换能器接收到的能反应水体深度（垂向）信息的信号称为探测回波信号，此回波信号可以包含原始探测信号、相关信号、解析信号、包络信号以及TVG 增益下的包络信号等［3］.此前的研究多是直接基于探测回波信号的振幅、频率、相位等变化来提取相关界面.左国平等［4］采用滚动时窗来计算回波信号能量比值，从比值特征中判断海底反射层位置.罗进华等［5］在能量比值法基础上，限制时窗滚动的范围和相邻两列信号（以ping为计量单位）之间反射的时间差，提取连续边界.刘秀娟等［6］采用……