نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، گروه مهندسی برق، واحد سیرجان، دانشگاه آزاد اسلامی، سیرجان، ایران.

2 استادیار، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد خمینیشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، خمینیشهر، ایران.

چکیده

نقش دریاها و در کنار آن خطرات انسانی موجود در اعماق آن‌ها باعث شد که هشداردهنده‌ها و آشکارسازهای بستر دریا ازجمله سونار موردتوجه محققین قرارگرفته و به‌عنوان یکی از زمینه‌های مهم تحقیقاتی مطرح شوند. در این مقاله، روشی جدید برای پردازش تصاویر سونار و حذف ناحیه کور در تصاویر سونار اسکن جانبی معرفی شد. در روش پیشنهادی، با استفاده از الگوریتم تجانس فاز و ویژگی‌های ساختاری شکل، ناحیه کور حذف و تشخیص اهداف در تصاویر بهبود‌یافته است. برای بررسی کارایی روش پیشنهادی، تصاویر واقعی بستر اسکله شهید حقانی بندرعباس مورداستفاده قرار گرفت، نتایج حاکی از تشخیص بهتر اهداف و بهبود 4/4 درصدی معیار حساسیت، 4 درصدی معیار نرخ نمایش اهداف، 6/75 درصدی معیار نرخ نمایش غیر اهداف و 8/5 ثانیه‌ای مدت‌زمان اجرای الگوریتم نسبت به الگوریتم‌ کلاسیک گرادیان شیب است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Using Structural Features of Targets on Classification and Removal of Gap Region in SONAR Images

نویسندگان [English]

  • M Mahmoud Abadi 1
  • M Nasri 2

2 Young Researchers and Elite Club, Khomeinishahr Branch, Islamic Azad University

چکیده [English]

Seas and theirs risks for humans caused that warning equipments like SONAR attended by many of researchers about seabed. In this paper, a new method is introduced for sonar image processing and removal of gap region in side-scan sonar images. In the proposed method, to improve removal efficiency of gap region and target detection in sonar images, phase congurency algorithm and structural characteristics of shape are used. In this study, Haqqani port, Bandar Abbas, Iran seabed images are used to show the efficiency of phase congruency method. The proposed method is compared with classic gradient method, and the results show that the proposed method has more efficiency than classic methods. These method improved parameters like: sensitivity (4.4 %), Detected Evaluation Ratio (4 %), Detected False Evaluation Ratio (75.6 %) Algorithm running time (5.8 Sec).

کلیدواژه‌ها [English]

  • image processing
  • Side Scan Sonar
  • Gap Region
  • Phase Congruency
  • Gradient

[1] جعفری، سحر، صدقی سمیه. و صادق زاده، بهنام.، "بررسی حسگرها و روش­های اجتناب از موانع در زیرسطحی‌های هوشمند"، دوازدهمین همایش صنایع دریایی، زیباکنار ، صفحه 1 الی 8، 1389.

[2] جاویدان، رضا. "اصول طراحی سیستم­های سونار و کاربردهای آن"، چاپ اول، دانشگاه صنعتی مالک اشتر،  1386.

[3] روحانی، محمدتقی.، "آنالیز سیستم­های سوناری"، انتشارات فیزیکدانان جوان، 1385.

[4] روحانی دربند سری، محمدتقی.، "سیستم­های سونار"، انتشارات فیزیکدانان جوان، 1386.

[5] شیریان، حسین، " امواج آلتراسونیک و تکنولوژیی سونار"، http://www.irpdf.com/book-6086.html، 1391.

[6] محمودآبادی، مرتضی. و نصری، مهدی.،  "کاهش کلاتر برمبنای تجانس فاز به­منظور بهبود تشخیص در تصاویر سونار"، هشتمین کنفرانس بین‌المللی فناوری اطلاعات و دانش دانشگاه بوعلی، همدان، صفحه 26 الی 32، 1395.

[7] غفاری، بهاره.، "تفسیر تصاویر ساید اسکن سونار"،  ژئومتریک، شماره 7، صفحه 1 الی 3، 1389.

[8] Hurtos, N., Palomeras, N., Carrera, A. and Carreras, M., “Autonomous Setection, Following and Mapping of an Underwater Chain using Sonar”, Ocean Engineering, Vol.130, pp.336-350, 2017.

[9] Wu, J.  and Guo, H., “A Method for Sonar Image Segmentation Based on Combination of MRF and Region Growing”, Communication Systems and Network Technologies (CSNT) Fifth International Conference on, pp.457-460, 2015.

[10] Kumar, M. N. V. S. S., Rao, G. S. B., Ganesh, L. and Goswami, R., “Expectation-Maximization based Image Fusion Algorithm for Detection of Underwater Targets from SONAR Images", International Conference on Computational Modeling and Security, Vol.85, pp.782-789, 2016.

[11] Attaf, Y., Boudraa, A. O. and Ray, C., “Amplitude-based Dominant Component Analysis for underwater Mines Extraction in side Scans Sonar”, OCEANS, Shanghai, pp.10-13, 2016.

[12] Kovesi, P., “Image Features from Phase Congruency”, Journal of Computer Vision Research, Vol.1, pp.1-26, 1999.

[13] Abderrahim, E., Lezoray, O., Noaboud, D. and Meunier, J., “Image and Signal Processing”, 4th International Conference on Image and signal Processing, Vol.1, pp.10-18, 2010.

[14] Singh, R., Vatsa, M. and Noore, A., “Improving Verification Accuracy by Synthesis of Locally Enhanced Biometric Images and Deformable Model”, Signal Processing, Vol.87, pp.2746-2764, 2007.

]15[ بهارلوئی، محسن.، "تشخیص بدخیمی سرطان ریه از روی تصاویر سی‌تی‌اسکن با استفاده از ویژگی­‌های هندسی”، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سیرجان، سیرجان، 1394.

[16] Zinovev, D., Raicu, D., Furst, J. and Armato, S. G., “Predicting Radio Logical Panel Opinions Using a Panel of Machine Learning Classifiers”, Algorithms, Vol.2, pp.1473-1502, 2009.

]17[ موسوی، سید محمدرضا، خویشه، محمد، مریدی، آلاوه. و ناصری، محمدجعفر.، "دسته‌بندی اهداف سوناری با استفاده از روش ترکیبی ازدحام ذرات و جستجوی گرانشی"، دو فصل‌نامه علمی و پژوهشی دریا فنون، شماره 3، ، صفحه 1 الی 13، 1395.

[18] Mandhouj, I., Amiri, H., Maussang, F. and Solaiman, B., “Sonar Image Processing for Underwater Object Detection Based on High Resolution System”, 2nd Workshop on Signal and Document Processing, Vol.1, pp.1-6, 2012.

[19] August, M., “Tracking and Classification of Divers in Sonar Images”, Department of Physics, University of Oslo, 2010.

]20[ حیدری، عبدالرحمن.، "پردازش تصویر در متلب"، چاپ اول، انتشارات کلک زرین،1392.

[21] Ferreira, A. J. M., “MATLAB Codes for Finite Element Analysis”, Editor: Springer Netherlands, Vol.1, pp.6-235, 2009.

[22] Kovesi, P., “Edges Are Not Just Steps”, 5th Asian Conference on Computer Vision, Melbourne, Australia, pp.1-6, 2002.

]23[ جمشیدی، نیما، مولایی رسول. و مهریزی، علی.، "آموزش کاربردی مباحث پیشرفته متلب"، انتشارات عابد،1386.

 [24] He, K., Sun, J. and Tang, X., “Guided Image Filtering”, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol.35, pp.1397-1409, 2013.

[25] Hajian, K., “Receiver Operating Characteristic (ROC) Curve Analysis for Medical Diagnostic Test Evaluation”, Caspian J. Intern Med, Vol.4, pp.627-635, 2013.

[26] Gan, Y. L.,Yuan, J. and Li, G. H., “Extraction and Organization of Metadata Feature for Underwater Target Recognition by Sonar Echoes”, Proceedings 5th International Conference on Machine Learning and Cybernetics, Dalian, pp.3317-3322, 2006.