JP5549109B2 - Image sonar analysis system, image sonar analysis method, image sonar analysis program - Google Patents
Image sonar analysis system, image sonar analysis method, image sonar analysis program Download PDFInfo
- Publication number
- JP5549109B2 JP5549109B2 JP2009106270A JP2009106270A JP5549109B2 JP 5549109 B2 JP5549109 B2 JP 5549109B2 JP 2009106270 A JP2009106270 A JP 2009106270A JP 2009106270 A JP2009106270 A JP 2009106270A JP 5549109 B2 JP5549109 B2 JP 5549109B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shadow
- image data
- reflected sound
- target
- detected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 82
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 23
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 20
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 19
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
本発明は、音響ソナーシステムにおける音響解析処理に関し、特に画像ソナーにおける画像処理に関する。 The present invention relates to acoustic analysis processing in an acoustic sonar system, and more particularly to image processing in an image sonar.
海上における水上艦などの船体や水中の潜水艦を検出するための技術として、画像ソナーが利用されている。
この画像ソナーにかかる画像ソナー用解析システムは、反射信号に基づき画像情報を生成し、この画像情報を解析することにより、水上艦や潜水艦などを検知(認識)するのに利用される。
Image sonar is used as a technique for detecting a hull such as a surface ship at sea and an underwater submarine.
The image sonar analysis system according to the image sonar is used to detect (recognize) a surface ship, a submarine, and the like by generating image information based on a reflection signal and analyzing the image information.
この画像ソナー用解析システムでは、送波信号(音波信号)を送信すると共に、反射信号を受信して、この反射信号に基づき、画像データ(ソナー画像)を生成する。
例えば、図5に示すように、水上艦はエコーとして画像形成され、その背後には、送波信号が到達しない、つまり反射信号がないシャドウ領域が形成される。
In this image sonar analysis system, a transmission signal (sound wave signal) is transmitted, a reflection signal is received, and image data (sonar image) is generated based on the reflection signal.
For example, as shown in FIG. 5, the surface ship is imaged as an echo, and a shadow area where no transmission signal reaches, that is, no reflection signal is formed behind it.
しかしながら、送波信号に対しては、海中(水中)においては、音波信号が乱反射し、また、海面からも音(反射信号)が返ってくるため、どの音波が海面からのものなのか、目標物からの反射音なのかが不明瞭になってしまう。
また、海面には波があるため、海面上の波によって、反射信号のフラクチュエーションが発生してしまい、生成される画像が不明瞭になってしまい、これにより、画像内における明暗だけでは、船体や水上艦、潜水艦の識別が困難となってしまう不都合があった。
However, for the transmitted signal, the sound wave signal is diffusely reflected in the sea (underwater), and the sound (reflected signal) is also returned from the sea surface. It becomes unclear whether the sound is reflected from an object.
In addition, since there are waves on the sea surface, the waves on the sea surface cause the reflection signal to become fractaled, resulting in an unclear image. In addition, there is a disadvantage that it becomes difficult to distinguish between submarines and surface ships.
更に、例えば、画像ソナーにより生成された画像上の暗いところを、シャドウ(影:シャドー)として検出して、このシャドウを補助情報として、水上艦などの船体を識別しようとした場合、図6に示すように、シャドウではない画像上暗い領域が生じてしまい、誤検出が発生してしまうという不都合がある。 Further, for example, when a dark place on an image generated by an image sonar is detected as a shadow (shadow) and an attempt is made to identify a hull such as a surface ship using this shadow as auxiliary information, FIG. As shown, there is a disadvantage in that a dark region on the image that is not a shadow is generated and erroneous detection occurs.
これに対する関連技術として、複数のディジタルイメージのシーケンスにおける移動物体の影(シャドウ)のエッジを検出及び分離を行うことにより、移動物体の追従を行う手法が開示されている(特許文献1)。 As a related technique for this, a technique for tracking a moving object by detecting and separating a shadow edge of the moving object in a sequence of a plurality of digital images is disclosed (Patent Document 1).
上記特許文献1に開示された関連技術では、影の検出を行うことにより、移動物体(目標物)の検出を行っている。
しかしながら、水面上または水面下の音響ソナーに適用することは困難であり、また、上述のように、水面上または水面下の目標物に対して利用される画像ソナーによって生成された画像は、熟練したソナー技術者による目視によってしか、目標物が識別できないような、不明瞭な画像となってしまうため、正確に目標物を識別することができないという不都合があった。
In the related technique disclosed in
However, it is difficult to apply to on-surface or below-surface acoustic sonar, and as mentioned above, images generated by image sonar utilized for on-surface or below-surface objects are skilled. In this case, the target image cannot be identified accurately by visual inspection by a sonar engineer. Therefore, the target image cannot be accurately identified.
[発明の目的]
本発明は、上記関連技術の有する不都合を改善し、画像ソナーにより生成された画像中の目標物をより正確に識別し得る画像ソナー用解析システム、画像ソナー用解析方法、画像ソナー用解析プログラムを提供することを、その目的とする。
[Object of invention]
The present invention provides an image sonar analysis system, an image sonar analysis method, and an image sonar analysis program that can improve the disadvantages of the related art and can more accurately identify a target in an image generated by an image sonar. Its purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明に係る画像ソナー用解析システムは、水上または水面下に位置する目標物の検出用に音信号を送出し当該送出された音信号の反射音を捕捉するソナー部と、当該反射音に基づき2次元画像データを作成する画像データ作成手段と、前記2次元画像データ内で検出されたシャドウ領域に基づき前記目標物の位置を検出する目標物検出手段とを備えた画像ソナー用解析システムであって、前記2次元画像データ内における平均残響レベルを算出する平均残響算出手段と、前記送出された音信号の進行方向に沿った距離を基準として前記反射音レベルの分布解析を行う反射音分布解析手段と、この分布解析により得られた前記反射音レベルの下がった割合が予め設定された値より大きい領域をエッジ領域として検出するエッジ検出手段と、前記検出されたエッジ領域を端部として含み、且つ前記反射音レベルが前記平均残響レベルより低い領域を前記シャドウ領域として検出するシャドウ検出手段とを備えた構成をとっている。 In order to achieve the above object, an image sonar analysis system according to the present invention is a sonar that transmits a sound signal for detecting a target located on or under water and captures a reflected sound of the transmitted sound signal. Unit, image data creating means for creating two-dimensional image data based on the reflected sound, and target object detecting means for detecting the position of the target object based on a shadow area detected in the two-dimensional image data. An analysis system for image sonar, the average reverberation calculating means for calculating the average reverberation level in the two-dimensional image data, and the reflected sound level of the reflected sound level based on the distance along the traveling direction of the transmitted sound signal. Reflected sound distribution analysis means for performing distribution analysis, and an area in which the ratio of the reflected sound level obtained by the distribution analysis is greater than a preset value is detected as an edge area. And an edge detection unit that includes the detected edge region as an end, and a shadow detection unit that detects a region where the reflected sound level is lower than the average reverberation level as the shadow region. .
また、本発明にかかる音響解析装置は、水上および水面下に位置する目標物の検出用に送出された音信号の反射音に基づき作成された2次元画像データ内で、前記目標物の位置を前記2次元画像データ内で検出されたシャドウ領域に基づき検出する音響解析装置であって、前記2次元画像データ内における平均残響レベルを算出する平均残響算出手段と、前記送出された音信号の進行方向に沿った距離を基準として前記反射音レベルの分布解析を行う反射音分布解析手段と、この分布解析に得られた前記反射音レベルの下がった割合が予め設定された値より大きい領域をエッジ領域として検出するエッジ検出手段と、前記検出されたエッジ領域を端部として含み、且つ前記反射音レベルが前記平均残響レベルより低い領域を前記シャドウ領域として検出するシャドウ検出手段とを備えたことを特徴としている。 Further, the acoustic analysis device according to the present invention is configured to determine the position of the target in the two-dimensional image data created based on the reflected sound of the sound signal transmitted for detection of the target located on and below the water. An acoustic analysis device for detecting based on a shadow area detected in the two-dimensional image data, the average reverberation calculating means for calculating an average reverberation level in the two-dimensional image data, and the progress of the transmitted sound signal Reflected sound distribution analysis means for performing a distribution analysis of the reflected sound level with reference to a distance along the direction, and an edge where the ratio of the reflected sound level obtained by the distribution analysis is greater than a preset value Edge detection means for detecting as an area; and an area including the detected edge area as an end, and an area where the reflected sound level is lower than the average reverberation level It is characterized in that a shadow detecting means for detecting and.
又、本発明にかかる画像ソナー方法は、水上または水面下に位置する目標物の検出用に音信号を送出すると共に当該送音信号の反射音を捕捉するソナー部と、当該反射音に基づき2次元画像データを作成する画像データ作成手段とを備え、前記2次元画像データ内で検出されたシャドウ領域に基づき前記目標物の位置を検出する画像ソナー用解析方法であって、前記2次元画像データ内における平均残響レベルを算出し、前記送出された音信号の進行方向に沿って前記反射音レベルの分布解析を行い、前記送出された音信号の進行方向に沿った距離を基準として前記反射音レベルの分布解析を行い、前記分布解析により得られた前記反射音レベルの下がった割合が予め設定された値より大きい領域をエッジ領域として検出し、前記2次元画像データ内で前記検出されたエッジ領域を端部として含み且つ前記反射音レベルが前記平均残響レベルより低い領域を前記シャドウ領域として検出し、当該検出されたシャドウ領域に基づき前記目標物の位置を検出することを特徴としている。 Further, the image sonar method according to the present invention is based on a sonar section for transmitting a sound signal for detecting a target located on or under water and capturing a reflected sound of the sound transmission signal, and based on the reflected sound. An image sonar analyzing method for detecting a position of the target based on a shadow area detected in the two-dimensional image data, the image sonar analyzing method comprising: two-dimensional image data; calculating the average reverberation level in the inner, along said direction of travel of the sent sound signal subjected to distribution analysis of the reflected sound level, the reflected sound of the distance along the traveling direction of the delivery sounds signal as a reference Level distribution analysis is performed, and an area where a ratio of the reflected sound level drop obtained by the distribution analysis is larger than a preset value is detected as an edge area, and the two-dimensional image is detected. A region that includes the detected edge region as an end and has a reflected sound level lower than the average reverberation level as the shadow region, and determines the position of the target based on the detected shadow region. It is characterized by detecting.
又、本発明にかかる画像ソナー用解析プログラムは、水上または水面下に位置する目標物の検出用に音信号を送出すると共に当該送音信号の反射音を捕捉するソナー部と、当該反射音に基づき2次元画像データを作成する画像データ作成手段とを備え、前記2次元画像データ内で検出されたシャドウ領域に基づき前記目標物の位置を検出するための画像ソナー用解析プログラムであって、前記送出された音信号の進行方向に沿った距離を基準として前記反射音レベルの分布解析を行う反射音分布解析機能と、この分布解析により得られた前記反射音レベルの下がった割合が、予め設定された値より大きい領域をエッジ領域として検出するエッジ検出機能と、前記2次元画像データ内で前記検出されたエッジ領域を端部として含み、且つ前記反射音レベルが前記2次元画像データに基づき算出された平均残響レベルより低い領域を前記シャドウ領域として検出するシャドウ検出機能と、をコンピュータに実行させることを特徴としている。 The image sonar analysis program according to the present invention includes a sonar section for transmitting a sound signal for detecting a target located above or below the water surface and capturing a reflected sound of the sound transmission signal, and for the reflected sound. Image data creation means for creating two-dimensional image data based on the image sonar analysis program for detecting the position of the target based on a shadow area detected in the two-dimensional image data, A reflected sound distribution analysis function for performing a distribution analysis of the reflected sound level with reference to a distance along the traveling direction of the transmitted sound signal, and a ratio of the reflected sound level obtained by the distribution analysis being lowered are set in advance. An edge detection function for detecting an area larger than the detected value as an edge area; and the detected edge area in the two-dimensional image data as an end, and It is characterized in that to execute a shadow detection function sound level to detect a region lower than the average reverberation level calculated based on the two-dimensional image data as the shadow area, to the computer.
本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、画像ソナーにより生成された画像中の目標物をより正確に識別し得る画像ソナー用解析システム、画像ソナー用解析方法、画像ソナー用解析プログラムを提供することができる。 Since the present invention is configured and functions as described above, according to this, an image sonar analysis system, an image sonar analysis method, and an image sonar that can more accurately identify a target in an image generated by an image sonar. An analysis program can be provided.
[実施形態]
次に、本発明の実施形態について、その基本的構成内容を説明する。
[Embodiment]
Next, the basic configuration content of the embodiment of the present invention will be described.
本実施形態は、図1に示すような、画像ソナー用解析システムであって、予め海中(水中)に設けられ、海中に向けて音波を発するスピーカと当該発せられた音波が反射してきた音波(反射音)を捕捉する捕捉手段とを含む送受波部(ソナー部)1と、送受波部1から発せられる音波の生成を行うと共に、送受波部1により捕捉された反射音をデジタル化する送受信部2と、送受信部2でデジタル化された音声信号(以下「音響データ」という)を解析すると共に目標物の検出を行う音響解析部(目標物検出手段)3と、検出された目標物の位置を出力表示する検出結果出力部4を備えた構成となっている。
The present embodiment is an image sonar analysis system as shown in FIG. 1, which is provided in advance in the sea (underwater), a speaker that emits sound waves toward the sea, and sound waves reflected by the emitted sound waves ( A transmission / reception unit (sonar unit) 1 including a capturing unit that captures (reflected sound), and generation of a sound wave emitted from the transmission /
尚、音響解析部3は、プロセッサを備えたコンピュータであって、予め設定されたプログラムに基づく実行処理を行うことにより、以下に示す各手段の動作機能を実現するものとする。
The
また、音響解析部3は、図2に示すように、送受信部2からデジタル化された音響データを入力データとして受信する音響データ受信手段31と、音響データ(入力データ)から反射してきた音圧値を輝度値に変換してピクセル化した2次元画像を作成する2次元画像データ作成手段(画像データ作成手段)32と、生成された2次元画像(ピクセルデータ)に基づき最大音圧レベルと最低音圧レベルのレベル差が大きいアジマス方向を検出する音圧分布解析手段33と、検出されたアジマス方向からエッジの検出を行うエッジ検出手段34と、検出されたエッジにかかる音圧レベルの解析を行う音圧レベル解析手段35と、解析された音圧レベルからシャドウの面積を算出するシャドウ面積解析手段36と、算出されたデータから目的物のシャドウを検出するシャドウ検出手段37とを備えた構成となっている。
Further, as shown in FIG. 2, the
ここで、上記音響解析部3の解析により、図5に示すように、送受波部1から送出された送波信号が、目標物である水上艦に当たった場合に、この水上艦からの反射信号をエコーとして示すと共に、その背後に音が到達しないシャドウ領域が形成されたことを示す画像データが生成されるものとする。
これにより、目標物を迅速に検出することができると共に、目標物までの距離(レンジ:range)、目標物の高さ、大きさを検知することができる。
Here, as shown in FIG. 5, when the acoustic signal transmitted from the transmission /
Thus, the target can be detected quickly, and the distance to the target (range), the height and size of the target can be detected.
2次元画像データ作成手段32は、音響データ受信手段31から受信した音響データに基づき、2次元画像データの作成を行う。
ここで、本実施形態の2次元画像データ作成手段32は、例えば、クロスファンビーム方式により、2次元画像データを生成するものとする。
まず、2次元画像データ作成手段32は、受信した音響データからセンサ座標系を基準とする水平方位(m)、垂直方位(n)、距離(R)の3次元データを抽出する。
また、2次元画像データ作成手段32は、例えば、垂直方向(n)における最大反射波(音圧)レベルを抽出することにより、2次元画像データの作成を行う。
The two-dimensional image
Here, two-dimensional image data generating means 32 of the present embodiment, for example, the cross fan beam system, it is assumed to generate two-dimensional image data.
First, the two-dimensional image data creation means 32 extracts three-dimensional data of horizontal azimuth (m), vertical azimuth (n), and distance (R) based on the sensor coordinate system from the received acoustic data.
The two-dimensional image
音圧分布解析手段33は、2次元画像データ作成手段32で作成された2次元画像データ(ピクセルデータ)に基づき、同じアジマス方向内で反射波(音圧)レベルの高い点と低い点のレベル差が大きいアジマス方向を検出する。
尚、この段階では、特定の閾値を設定せずに、特定の値の範囲で、概算により検出する設定としてもよい。
これにより、検出にかかる処理負荷を軽減することができ、更には、検出されるまでの時間を短縮することができる。
The sound pressure
Note that, at this stage, it may be set to detect by rough estimation within a specific value range without setting a specific threshold value.
Thereby, the processing load concerning detection can be reduced, and further, the time until detection can be shortened.
エッジ検出手段34は、上記音圧分布解析手段33で、2次元画像データ上で検出された反射波レベルの高い地点のうち、送波方向に沿って反射波レベルの落差が、予め設定された一定の値より大きい地点を、エッジとして検出する(エッジ検出機能)。 The edge detection means 34 has a drop in the reflected wave level set in advance along the transmission direction among the points having a high reflected wave level detected on the two-dimensional image data by the sound pressure distribution analysis means 33. A point larger than a certain value is detected as an edge (edge detection function).
音圧レベル解析手段35は、特定のアジマス方向においてレンジ方向に沿って反射波レベルの解析を行うと共に、図3に示すように、反射波レベルおよび距離により表された音圧レベルグラフを生成する。 The sound pressure level analysis means 35 analyzes the reflected wave level along the range direction in a specific azimuth direction, and generates a sound pressure level graph represented by the reflected wave level and distance as shown in FIG. .
シャドウ面積解析手段36は、この音圧レベルグラフに基づき、予め算出された海面残響平均値(平均残響)より反射波(音圧)レベルの低い部分の距離方向の長さを算出する。
また、シャドウ面積解析手段36は、隣接するアジマス方向のレンジ方向に沿って上記距離方向の長さを算出し、その総和としてのシャドウ領域の面積を算出する。
Based on this sound pressure level graph, the shadow area analysis means 36 calculates the length in the distance direction of the portion where the reflected wave (sound pressure) level is lower than the sea surface reverberation average value (average reverberation) calculated in advance.
Further, the shadow area analysis means 36 calculates the length in the distance direction along the range direction in the adjacent azimuth direction, and calculates the area of the shadow region as the sum thereof.
シャドウ面積判定部37(シャドウ認識部)は、目標物の大きさに関する情報を示す目標物サイズ情報を記憶する目標物サイズ情報記憶手段を有する。
また、シャドウ面積判定部37は、シャドウ面積解析手段36により算出された面積が予め目標物サイズ情報記憶手段に設定された目標物のシャドウであるか否かを判定する面積判定機能を備えている。
The shadow area determination unit 37 (shadow recognition unit) includes a target size information storage unit that stores target size information indicating information regarding the size of the target.
Further, the shadow area determination unit 37 has an area determination function for determining whether or not the area calculated by the shadow
これにより、シャドウ認識部37は、算出されたシャドウの面積と予め記憶された候補シャドウ面積とを比較し、シャドウ間の面積の違いが予め設定された誤差以内であれば、面積が算出されたシャドウは目標物のシャドウであると判定する。
これにより、シャドウの検出の精度をより向上させることができる。
Thereby, the shadow recognizing unit 37 compares the calculated shadow area with the candidate shadow area stored in advance, and if the difference in area between shadows is within a preset error, the area is calculated. It is determined that the shadow is a shadow of the target.
Thereby, the accuracy of shadow detection can be further improved.
尚、シャドウ認識部37に対しては、目標物の大きさに関する情報の入力を行う目標物情報入力手段が併設された構成であってもよい。 The shadow recognition unit 37 may be provided with a target information input unit that inputs information related to the size of the target.
[実施形態の動作説明]
次に、本実施形態の動作について、その概略を説明する。
まず、送出された音信号の進行方向に沿って前記反射音レベルの分布解析を行い、この分布解析により得られる、前記進行方向の距離に対する反射音レベルの下がった割合が、予め設定された値より大きい領域をエッジ領域として検出し(エッジ検出工程)、2次元画像データ内で検出されたエッジ領域を端部として含み、且つ反射音レベルが2次元画像データ内のデータに基づき算出された平均残響レベルより低い領域をシャドウ領域として検出し(シャドウ検出工程)、検出されたシャドウ領域に基づき目標物の位置を検出する。
ここで、上記エッジ検出工程、およびシャドウ検出工程については、その実行内容をプログラム化し、コンピュータに実行させるように構成してもよい。
[Description of Operation of Embodiment]
Next, an outline of the operation of this embodiment will be described.
First, a distribution analysis of the reflected sound level is performed along the traveling direction of the transmitted sound signal, and the ratio of the reflected sound level that is obtained by this distribution analysis to the distance in the traveling direction is a preset value. Detecting a larger area as an edge area (edge detection process), including an edge area detected in the two-dimensional image data as an end, and an average in which the reflected sound level is calculated based on the data in the two-dimensional image data An area lower than the reverberation level is detected as a shadow area (shadow detection step), and the position of the target is detected based on the detected shadow area.
Here, regarding the edge detection step and the shadow detection step, the execution contents may be programmed and executed by a computer.
次に、本実施形態である画像ソナー用解析システムの動作について、図4のフローチャートに基づいて説明する。 Next, the operation of the image sonar analysis system according to the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
まず、海中(水中)に設けられた送受波部1のスピーカから音波を送出すると共に、送受波部1の捕捉手段が反射音(反射波)を捕捉する(ステップS1)。次に、送受信部2が、捕捉された反射音をデジタル化する信号処理を行い(ステップS2)、音響データ(反射波信号)を生成する。
First, a sound wave is transmitted from the speaker of the transmission /
次いで、音響解析部3の音響データ受信手段31が、この音響データを受信する(ステップS3)。
次に、2次元画像データ作成手段32が、音響データ受信手段31から受信した音響データに基づき、クロスファンビーム方式により、2次元画像データを生成する(ステップS4)。
Next, the acoustic data receiving means 31 of the
Next, the two-dimensional image
次いで、音圧分布解析手段(平均残響算出手段)33が、2次元画像データ作成手段32で生成された2次元画像データ(ピクセルデータ)に基づき、反射波(音圧)レベルの高い地点と低い地点のレベル差が大きいアジマス方向を検出する(ステップS5)。
ここで、音圧分布解析手段33が2次元画像データにおける海面残響平均値を算出する処理を行う設定としてもよい。
Next, the sound pressure distribution analysis means (average reverberation calculation means) 33 is based on the two-dimensional image data (pixel data) generated by the two-dimensional image data creation means 32 and the point where the reflected wave (sound pressure) level is high and low. An azimuth direction having a large level difference between points is detected (step S5).
Here, the sound pressure distribution analysis means 33 may be set to perform processing for calculating the sea surface reverberation average value in the two-dimensional image data.
次に、エッジ検出手段34が、上記音圧分布解析手段33で検出されたエコーのうち、レンジ方向に従って反射波レベルの落ち込み(落差)が一定の値より大きい部分を、エッジとして検出する(ステップS6)。
Next, the
次いで、音圧レベル解析手段(反射音分布解析手段)35が、上記検出されたアジマス方向のレンジ方向に沿って反射波レベルの解析を行うことにより、反射波レベルおよび距離により表され、図3に示すように、反射波レベル分布を示す音圧レベルグラフを生成する(ステップS7)。 Next, the sound pressure level analysis means (reflected sound distribution analysis means) 35 analyzes the reflected wave level along the detected range direction of the azimuth direction, and is represented by the reflected wave level and the distance. As shown in FIG. 4, a sound pressure level graph indicating the reflected wave level distribution is generated (step S7).
ここで、シャドウ面積解析手段(シャドウ検出手段)36が、この音圧レベルグラフに基づき、予め算出された海面残響平均値より反射波(音圧)レベルが低い部分の距離方向の長さを算出する。
また、シャドウ面積解析手段36は、隣接するアジマス方向においてレンジ方向に沿って上記距離方向の長さを算出し、その総和としてのシャドウ領域の面積を算出する(ステップS8)。
Here, the shadow area analysis means (shadow detection means) 36 calculates the length in the distance direction of the portion where the reflected wave (sound pressure) level is lower than the pre-calculated sea surface reverberation average value based on the sound pressure level graph. To do.
Further, the shadow area analysis means 36 calculates the length in the distance direction along the range direction in the adjacent azimuth direction, and calculates the area of the shadow region as the sum (step S8).
シャドウ面積判定部37は、予め記憶した、目標物の大きさに関する情報を示す目標物サイズ情報に基づいて、シャドウ面積解析手段36により算出された面積が予め目標物サイズ情報記憶手段に設定された目標物のシャドウであるか否かを判定する(ステップS9)。
最後に、検出結果出力部4が、解析結果として、検出されたエコーやシャドウを強調表示した2次元画像データを出力する。
The shadow area determination unit 37 sets the area calculated by the shadow
Finally, the detection result output unit 4 outputs two-dimensional image data in which the detected echo and shadow are highlighted as an analysis result.
以上のように、本実施形態では、検出されたエコー以降にレンジ方向に沿って現れる反射波レベルの落ち込み(エッジ)を検出し、このエッジに基づいて、エコー背後(後方)の反射レベルが平均残響レベルよりも低い部分をシャドウとして検出する。
これにより、本来シャドウではないソナー画像上の暗い領域を誤ってシャドウとして検出してしまう誤検出を軽減することができ、更には、検出されたシャドウに基づき、より正確に目標物を検知することができる。
As described above, in the present embodiment, the drop (edge) of the reflected wave level that appears along the range direction after the detected echo is detected, and the reflection level behind the echo (rear) is averaged based on this edge. A portion lower than the reverberation level is detected as a shadow.
As a result, it is possible to reduce false detection that erroneously detects a dark area on a sonar image that is not originally a shadow as a shadow, and to detect a target more accurately based on the detected shadow. Can do.
また、予め登録された目標物の大きさと検出されたシャドウの面積とを比較することにより、算出されたシャドウが目標物のシャドウであるか否かをより正確に判定することができる。これにより、目標物にかかるシャドウの検出精度をより向上させることができる。 Further, by comparing the size of the target registered in advance with the area of the detected shadow, it is possible to more accurately determine whether the calculated shadow is the shadow of the target. Thereby, the detection accuracy of the shadow applied to the target can be further improved.
本発明は、デジタル画像の解析を行うことにより、デジタル画像内の対象物、移動物の検出、および識別を行うシステムに対して有用に適用することができる。 The present invention can be usefully applied to a system that detects and identifies an object and a moving object in a digital image by analyzing the digital image.
1 送受波部
2 送受信部
3 音響解析部
4 検出結果出力部
31 音響データ受信手段
32 2次元画像データ作成手段
33 音圧分布解析手段
34 エッジ検出手段
35 音圧レベル解析手段
36 シャドウ面積解析手段
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記2次元画像データ内における平均残響レベルを算出する平均残響算出手段と、
前記送出された音信号の進行方向に沿った距離を基準として前記反射音レベルの分布解析を行う反射音分布解析手段と、この分布解析により得られた前記反射音レベルの下がった割合が予め設定された値より大きい領域をエッジ領域として検出するエッジ検出手段と、
前記検出されたエッジ領域を端部として含み、且つ前記反射音レベルが前記平均残響レベルより低い領域を前記シャドウ領域として検出するシャドウ検出手段とを備えたことを特徴とする画像ソナー用解析システム。 A sonar unit for transmitting a sound signal for detecting a target located above or below water and capturing a reflected sound of the transmitted sound signal, and image data generating means for generating two-dimensional image data based on the reflected sound And an image sonar analysis system comprising: target object detection means for detecting the position of the target object based on a shadow area detected in the two-dimensional image data,
Average reverberation calculating means for calculating an average reverberation level in the two-dimensional image data;
Reflected sound distribution analyzing means for analyzing the distribution of the reflected sound level based on the distance along the traveling direction of the transmitted sound signal, and a ratio of the reflected sound level obtained by the distribution analysis being lowered Edge detecting means for detecting an area larger than the determined value as an edge area;
An image sonar analysis system comprising: a shadow detection unit that includes the detected edge region as an end portion and detects the region where the reflected sound level is lower than the average reverberation level as the shadow region.
予め設定された前記目標物のサイズを示す目標物サイズ情報を記憶する目標物情報記憶部を備え、
前記シャドウ検出手段により検出された前記シャドウ領域のサイズと前記記憶された目標物サイズ情報とを比較して、前記検出されたシャドウが前記目標物のシャドウであるか否かの判定を行うシャドウサイズ判定手段を備えたことを特徴とする画像ソナー用解析システム。 In the analysis system for image sonar according to claim 1,
A target information storage unit that stores target size information indicating the size of the target set in advance;
A shadow size for comparing the size of the shadow area detected by the shadow detection means with the stored target size information to determine whether the detected shadow is a shadow of the target An image sonar analysis system comprising a determination means.
前記目標物情報記憶部に対して前記目標物サイズ情報を可変に登録するサイズ情報登録手段を備えたことを特徴とする画像ソナー用解析システム。 In the analysis system for image sonar according to claim 2,
An image sonar analysis system comprising size information registration means for variably registering the target size information in the target information storage unit.
前記2次元画像データ内における平均残響レベルを算出する平均残響算出手段と、
前記送出された音信号の進行方向に沿った距離を基準として前記反射音レベルの分布解析を行う反射音分布解析手段と、
この分布解析に得られた前記反射音レベルの下がった割合が予め設定された値より大きい領域をエッジ領域として検出するエッジ検出手段と、
前記検出されたエッジ領域を端部として含み、且つ前記反射音レベルが前記平均残響レベルより低い領域を前記シャドウ領域として検出するシャドウ検出手段とを備えたことを特徴とする音響解析装置。 The shadow in which the position of the target is detected in the two-dimensional image data in the two-dimensional image data created based on the reflected sound of the sound signal sent for detecting the target located above or below the water. An acoustic analysis device that detects based on a region,
Average reverberation calculating means for calculating an average reverberation level in the two-dimensional image data;
Reflected sound distribution analysis means for performing distribution analysis of the reflected sound level with reference to the distance along the traveling direction of the transmitted sound signal;
An edge detection means for detecting an area where the ratio of the reflected sound level obtained in this distribution analysis is greater than a preset value as an edge area;
An acoustic analysis apparatus, comprising: a shadow detection unit that includes the detected edge region as an end and detects a region in which the reflected sound level is lower than the average reverberation level as the shadow region.
前記2次元画像データ内における平均残響レベルを算出し、
前記送出された音信号の進行方向に沿って前記反射音レベルの分布解析を行い、
前記送出された音信号の進行方向に沿った距離を基準として前記反射音レベルの分布解析を行い、
前記分布解析により得られた前記反射音レベルの下がった割合が予め設定された値より大きい領域をエッジ領域として検出し、前記2次元画像データ内で前記検出されたエッジ領域を端部として含み且つ前記反射音レベルが前記平均残響レベルより低い領域を前記シャドウ領域として検出し、当該検出されたシャドウ領域に基づき前記目標物の位置を検出することを特徴とする画像ソナー用解析方法。 A sonar section for transmitting a sound signal for detecting a target located above or below the water and capturing the reflected sound of the sound transmission signal; and image data generating means for generating two-dimensional image data based on the reflected sound; An image sonar analysis method for detecting a position of the target based on a shadow area detected in the two-dimensional image data,
Calculating the average reverberation level within said two-dimensional image data,
Perform a distribution analysis of the reflected sound level along the traveling direction of the transmitted sound signal,
Perform a distribution analysis of the reflected sound level with reference to the distance along the traveling direction of the transmitted sound signal,
An area where the ratio of the reflected sound level obtained by the distribution analysis is greater than a preset value is detected as an edge area, and the detected edge area is included as an end in the two-dimensional image data; An image sonar analysis method, wherein an area where the reflected sound level is lower than the average reverberation level is detected as the shadow area, and the position of the target is detected based on the detected shadow area.
前記送出された音信号の進行方向に沿った距離を基準として前記反射音レベルの分布解析を行う反射音分布解析機能と、
この分布解析により得られた前記反射音レベルの下がった割合が、予め設定された値より大きい領域をエッジ領域として検出するエッジ検出機能と、
前記2次元画像データ内で前記検出されたエッジ領域を端部として含み、且つ前記反射音レベルが前記2次元画像データに基づき算出された平均残響レベルより低い領域を前記シャドウ領域として検出するシャドウ検出機能と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像ソナー用解析プログラム。 A sonar section for transmitting a sound signal for detecting a target located above or below the water and capturing the reflected sound of the sound transmission signal; and image data generating means for generating two-dimensional image data based on the reflected sound; An image sonar analysis program for detecting the position of the target based on a shadow area detected in the two-dimensional image data,
A reflected sound distribution analysis function for performing a distribution analysis of the reflected sound level based on a distance along the traveling direction of the transmitted sound signal;
An edge detection function for detecting, as an edge region, an area where the ratio of the reflected sound level obtained by this distribution analysis is lower than a preset value;
Shadow detection that includes the detected edge region in the two-dimensional image data as an end, and detects a region where the reflected sound level is lower than the average reverberation level calculated based on the two-dimensional image data as the shadow region Function and
An image sonar analysis program characterized by causing a computer to execute.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009106270A JP5549109B2 (en) | 2009-04-24 | 2009-04-24 | Image sonar analysis system, image sonar analysis method, image sonar analysis program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009106270A JP5549109B2 (en) | 2009-04-24 | 2009-04-24 | Image sonar analysis system, image sonar analysis method, image sonar analysis program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010256162A JP2010256162A (en) | 2010-11-11 |
JP5549109B2 true JP5549109B2 (en) | 2014-07-16 |
Family
ID=43317247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009106270A Expired - Fee Related JP5549109B2 (en) | 2009-04-24 | 2009-04-24 | Image sonar analysis system, image sonar analysis method, image sonar analysis program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5549109B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6016255B2 (en) * | 2011-06-28 | 2016-10-26 | Necネットワーク・センサ株式会社 | Acoustic image generation system, acoustic image generation method, and acoustic image generation program |
CN116930976B (en) * | 2023-06-19 | 2024-03-26 | 自然资源部第一海洋研究所 | Submarine line detection method of side-scan sonar image based on wavelet mode maximum value |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5155706A (en) * | 1991-10-10 | 1992-10-13 | Westinghouse Electric Corp. | Automatic feature detection and side scan sonar overlap navigation via sonar image matching |
JP3543794B2 (en) * | 2001-07-27 | 2004-07-21 | 日本電気株式会社 | Submarine / sea surface area detection method, apparatus and program |
JP4075472B2 (en) * | 2002-06-05 | 2008-04-16 | 日本電気株式会社 | Ship detecting method and ship detecting device using cross fan beam |
JP2004219339A (en) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Processing method for sonar-receiving sound, sonar system, simulation method, simulator and program for simulation |
-
2009
- 2009-04-24 JP JP2009106270A patent/JP5549109B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010256162A (en) | 2010-11-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5252578B2 (en) | Underwater detection device and fish species discrimination method | |
JP2014089058A (en) | Tracking processing device and tracking processing method | |
CN113884986B (en) | Beam focusing enhanced strong impact signal space-time domain joint detection method and system | |
US8917576B2 (en) | Remote flooded member detection | |
JP2009026223A (en) | Object detector and program | |
JP5708294B2 (en) | Signal detection apparatus, signal detection method, and signal detection program | |
CN112255619B (en) | Echo signal interference determination method and device, electronic device and storage medium | |
JP5549109B2 (en) | Image sonar analysis system, image sonar analysis method, image sonar analysis program | |
JP6205722B2 (en) | Sonar image processing apparatus, sonar image processing method, sonar image processing program, and recording medium | |
CN110703261A (en) | Side-scan sonar bottom tracking method based on multi-peak scoring system | |
JP4394029B2 (en) | Target detection device | |
KR102074182B1 (en) | Method and Underwater Robot for Reconstruction of Three-Dimensional Shape of Underwater Object using Sonar Image Data | |
JP5012163B2 (en) | Detection apparatus and program | |
US10304205B2 (en) | Image processing apparatus, method of controlling the same, and storage medium | |
KR102276943B1 (en) | Method and Underwater Robot for Scan Route Setting of Underwater Object using Acoustic Camera | |
JP5369412B2 (en) | Active sonar device and dereverberation method using active sonar device | |
JP6466702B2 (en) | Tracking processing device, radar device, and tracking processing method | |
JP5991599B2 (en) | Target detection device | |
JP5679909B2 (en) | Obstacle detection device | |
KR101907875B1 (en) | Fusion detection system, detection processor, radar device, and object detection method | |
Oliveira et al. | Probabilistic positioning of a mooring cable in sonar images for in-situ calibration of marine sensors | |
JP3543794B2 (en) | Submarine / sea surface area detection method, apparatus and program | |
JP2014055778A (en) | Periphery monitoring device | |
KR102529265B1 (en) | Apparatus for sensing leakage using image and sound and method thereof | |
JP5743635B2 (en) | Foreign object detection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120307 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130613 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130723 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130805 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140422 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140505 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5549109 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |