一、声纳数据可视化研究（论文文献综述）
丁静静[1]（2020）在《海底环境的三维可视化仿真研究》文中认为随着计算机可视化技术的发展,海底环境仿真一直是计算机图形学的研究热点。海底地形复杂、数据量大且海水与地形、光线之间复杂的相互作用,使得实时渲染海底环境费时费力。现有的渲染方法渲染效果差、速度慢,且缺乏系统性。同时实时性对图形生成速度提出了考验,图形处理单元（Graphics Processing Unit,GPU）的出现缓解了这种难题。通过GPU代替CPU的一部分工作,将CPU解放出来,能使计算机的实时绘制能力得到极大提高。本文研究的多元素融合渲染方法,通过创建三维动态海底场景,综合对海底环境中地形、刻蚀、光束、散射和气泡等各种可见要素进行渲染,然后通过鼠标和键盘的交互,实现对整个海底环境的漫游。该方法不仅能够实现实时海底环境的动态渲染,还能提高绘制效率并改善绘制效果。论文的主要研究工作如下:（1）研究地形的数据获取与建模渲染方法。本文以遥感影像数据为基础,通过提取其中的数字高程数据建立OBJ文件模型,将模型与侧扫声纳所获取的图像纹理相结合,通过法线变换和纹理贴图实现地形的渲染。OBJ文件模型的预处理和简化操作加快了渲染速度,加载地形过程中可以达到秒加载,加载效率明显提高。（2）海洋环境的高逼真度实时渲染,包含基于刻蚀图及光线步进算法的刻蚀和光束渲染。通过刻蚀图算法得到刻蚀纹理,然后利用缓存技术和计时器相结合,实现刻蚀的动态渲染。通过光线步进算法绘制光束,GPU渲染大大缓解CPU运行压力,实验结果表明该方法的可行性与有效性。（3）虚拟环境中真实数据的三维动态可视化研究。利用Open GL实现三维动态场景构建,首先进行基础的系统界面构建,然后结合本文提出的多元素融合的渲染方法,综合地形渲染、动态刻蚀和光束渲染,加上通过粒子系统实现气泡和散射的渲染。通过高动态范围技术实现海面的动态仿真,实现海底动态场景搭建。最后利用鼠标和键盘交互技术,实现海底漫游。整体绘制速度可以达到18fps,满足实时绘制要求。
魏阳洋[2]（2020）在《三维水声数据体绘制中传递函数的研究》文中研究说明水声数据可视化是人类探索海洋世界的重要手段,在海洋资源探测、海底地貌勘察以及渔业领域等方面具有广泛的应用。随着GPU等并行处理技术的发展,绘制质量较高的直接体绘制技术成为了实现可视化的主要方式,而传递函数的设计作为其中的关键技术,一直是人们的关注焦点。为进一步提升水声数据的可视化效果,本文针对水声数据的特点,对体绘制中传递函数的设计进行了较为深入的研究,主要研究工作和成果如下:首先,针对现有传递函数对水声数据水体层和地底层分类效果较差的问题,提出了一种基于三维非下采样Brushlet变换的水声数据体绘制传递函数方法。利用三维Brushlet变换在检测和捕捉体数据中的高维奇异性信息及方向纹理信息方面的优越性,首先结合灰度共生矩阵在非下采样Brushlet变换的不同方向系数体积块中提取水声数据的纹理特征,然后利用模糊C均值聚类方法完成数据分类,最后根据分类结果分别设计不透明度和颜色映射函数实现可视化。实验结果表明,与其他方法相比,该方法具有更好的分类能力,并且能有效地滤除水声数据中的杂质,强化边界信息,从而增强绘制效果。其次,针对传统的水声数据目标检测算法对目标物体的分割效果不佳的缺点,提出了一种改进的自适应阈值三维区域生长算法对水声数据的目标物体进行检测,并将它应用于水声数据传递函数的设计当中。该算法能自动选取水声数据中最合适的初始种子点,根据生长规则自适应改变阈值并达到最佳的区域生长效果;接着结合三维数学形态学分别对水声数据中水体层和地底层的目标进行检测和数据分类;最后根据分类结果,分别为水体层非目标背景区域、地底层非目标背景区域以及目标物体设计相应的不透明度和颜色映射规则,并调用可视化工具包VTK完成可视化。实验结果表明,该方法能有效分割目标物体和背景区域,并获得比较理想的绘制效果。
高翔[3]（2019）在《基于数据分类的高效光线投影算法研究》文中指出科学计算可视化能够将三维数据转换为具有丰富信息的图像,并进行交互处理。水声数据可视化便是其中的一个重要分支,主要应用于水下资源探测、沉船打捞以及渔业应用等方面。由于水下环境的复杂且声纳采集的数据易受噪声的影响,所以对其进行有效的绘制是水声数据可视化的核心工作。体绘制技术在三维水声数据可视化发展中占据了重要的位置,因此在介绍了几种体绘制算法后,选择其中最为典型的光线投影算法完成绘制,尤其针对其中最为重要的传递函数的设计进行了较为深入的研究,并进一步设计并开发了可视化平台。主要研究内容和成果如下:实现可视化的过程关键环节是传递函数的设计,其目的是突出显示重要的信息和结构特征。水声数据主要由水体层、过渡层、地层组成,由于目标数据包含在其中,因此其边界信息也是至关重要的。LH直方图传递函数能够显着的提高边界的区分能力,然而原始LH值计算计算范围较大,不能满足高效性的需求。因此提出一种基于区域空间的LH直方图传递函数设计方法,通过在水声数据中选择某一区域空间,并计算此区域内每个体素与其相邻体素的均值和方差,通过比较方差与设定的估计范围值,确定是否与其邻域体素相似,以确定是否是内部相等体素,从而减少FL与FH值的计算工作量,之后遍历体数据所有区域空间,得出区域空间LH直方图传递函数,从而实现高效分类映射的需求。实验结果表明,与现有基于阈值的LH直方图传递函数方法相比,基于区域空间的LH直方图方法节省了将近50%的计算耗费,同时保持很好的边界区分能力与较好的绘制效果,有效的改善了光线投影算法计算时间较长的问题。结合跨平台C++图形用户界面库Qt和可视化工具包VTK,设计实现了基于VTK和Qt的水声数据应用平台,利用VTK进行图像可视化,再利用QT对图形用户界面进行设计并交互,设计出两类标量值传递函数与梯度值传递函数控件,并通过设置插值、阴影、光照强度等小控件真实还原水下环境。实验通过对分类后的两组切片数据采用两种不同的光线投影算法进行测试,通过比较不同设定下的控件,从而快速的绘制出较为清晰的三维水声图像,达到交互的需求。
郭军,曹明,王爱学,陈宏文,冯强强,易锋[4]（2018）在《基于C#的侧扫声纳数据管理及可视化软件设计与实现》文中认为深入分析目前侧扫声纳数据管理及可视化存在的突出问题,针对天然气水合物资源勘查及海洋地质调查中侧扫声纳数据的特点,基于C#语言实现了侧扫声纳数据管理及可视化软件的开发,并通过实测数据对软件进行验证,实验结果表明,该软件能够满足海量级别的侧扫声纳数据处理、管理及可视化的需求,为科学高效地管理及展示侧扫声纳数据提供了基础。
库安邦[5]（2018）在《侧扫声呐海底管道检测关键技术研究》文中进行了进一步梳理海底管道作为输送石油、天然气的重要载体,长期铺设于海底,受海底复杂环境的影响常常会出现悬空裸露等现象,存在巨大的安全隐患。目前对海底管道状态的检测多依赖于侧扫声呐、管线仪等声学设备,根据探测得到的声学图像直观的判断海底管道的存在状态,效率低、准确性差。本文基于侧扫声呐检测海底管道做了系统的研究,并获得了初步成果。主要研究内容有:（1）针对现在各类资料对侧扫声呐成像原理的众多解译,重新梳理了其正确的成像机理,分析了其发射信号形式及其适用性,区分了侧扫声呐系统几个性能探测指标的概念并分析了其影响因素。（2）设计了完整的外业数据采集流程和方法,利用侧扫声呐系统采集了原始实验数据,分析了海底管道在声呐图像上存在的几种状态,根据实测侧扫声呐图像和水深数据对海底管道状态做了初步的解译。（3）为更准确评估海底管道的存在状态,对原始XTF格式侧扫声呐数据进行了解码,分析了从数据解析到形成侧扫声呐地理编码图的每一步,提出了联合单波束的海底线检测方法,经过各项改正后得到了消除各种畸变的侧扫声呐地理编码图,最后将各部分算法进行了封装和集成,形成了一套海底管道侧扫声呐数据可视化系统,能快速查看、提取和处理原始数据中包含的所有信息。（4）以得到的侧扫声呐图像为基础,探讨了声呐图像常见的噪声类型,针对性的研究了侧扫声呐图像的去噪算法和分割算法,发现基于Ping滤波效果最好的为维纳滤波,基于图像滤波效果最好的为双边滤波;针对侧扫声呐图像分割主要研究了模糊聚类分割算法和阂值分割算法,结果表明针对本文实验数据聚类算法效果不佳,提出了基于双阈值的直方图双谷法,并与其他阈值分割算法对比分析,结果表明双阂值Ostu算法结果最优;根据分割后的声呐图像,提出联合管道自阴影的形状恢复方法,利用边缘检测效果最好的Canny算子提取阴影和目标边界坐标,判断海底管道状态并计算其悬空裸露高度,从而恢复海底管道形状,并与实测管道单波束断面数据对比分析,验证了本文方法的有效性,最后将图像处理各算法集成开发一套海底管道检测处理软件。
张杭琦[6]（2017）在《海底声纳数据的可视化去噪算法仿真》文中研究说明海底声纳图像是海底探测中目标回波的数据可视化结果,海底声纳图像的去噪结果对后期目标识别具有重要作用。但是采用当前方法进行海底声纳数据去噪时,存在海底声纳数据边缘细节损失严重的问题,为此提出一种基于最小二乘自适应的海底声纳数据的可视化去噪算法。上述算法首先利用最小二乘自适应算法对一维海底声纳图像信号进行去噪处理,通过多次迭代获得滤波器参数,构成滤波掩模,再对二维海底声纳图像进行滤波,对含噪声的海底声纳二维图像进行NSCT分解,获得具有不同方向信息的高低频海底声纳图像,采用中值算法对海底声纳图像高频部分进行滤波,并采用非局部均值滤波处理海底声纳图像低频部分,综合滤波后的高低频海底声纳图像的噪声情况选取阈值,对不同区域的阈值利用不同的因子进行调整完成对海底声纳数据的可视化去噪。仿真证明,所提算法能够有效提高海底声纳数据的去噪效果,且具有较好的可视化效果。
王舒卉[7]（2017）在《三维声纳实时成像系统软件设计》文中提出海洋科学,水利经济以及相关产业的发展,使得水下监测设备的重要性日益提高。三维实时成像声纳具备实时性强,图像清晰直观等优点,因此,研究三维实时成像声纳系统具有重要的工程实用价值。作为三维实时成像声纳系统的重要组成部分,本论文研究并设计了三维声纳实时成像系统软件,软件包含声纳数据的数据处理和可视化算法。三维声纳实时成像系统软件根据声纳数据流走向可以分为接收模块,预处理模块,算法模块,显示模块和参数控制模块。模块间用信号量进行数据同步和缓存共享,减少了软件内存的占用,提高了软件运行效率。软件利用VTK的流水线机制实现了声纳数据的三维显示。软件设计了缓冲区,防止网络波动和运算速度造成的图像抖动,提高了显示质量。软件采用模块化的设计方法,结合多线程技术,为代码的扩展和功能的添加提供了便利,减少了代码的耦合性,提高了代码的可扩展性和可维护性。此外,本论文研究并设计了声纳降噪算法和声纳分割算法,降低原始数据噪声,同时实现固定区域的交互式图像分割。在算法实现的基础上,本软件的设计充分考虑了成像实时性的要求,优化算法提高了运行效率,并在测试中实现了算法的预期,达到了实时成像的要求。
宋倩倩[8]（2016）在《面向水声数据可视化的光线投影算法研究》文中研究指明近年来,随着海洋资源开发、海底勘探等活动的不断深入,水声数据可视化技术得到了广泛应用。通过可视化技术可以重构出水下声纳数据的图像,有利于研究人员对数据进行更加直观有效的分析,从而提高数据的使用效率。论文简要的概述了水声数据可视化的研究背景和研究现状,阐述了现有的水声数据可视化方法分类,对几种典型体绘制算法的性能进行了分析和比较,最终采用绘制出图像质量最高的光线投影算法实现水声数据的可视化。针对光线投影算法中的体数据分类和绘制两个环节存在的不足,结合分析水声数据的特点,提出了相应的改进方法。本文主要的研究内容及成果如下:首先针对光线投影算法中的体数据分类环节,结合分析水声数据中含噪数据较多而且水声数据中包含的多种物质之间的分类界线较模糊的特点,提出了基于直方图统计的核模糊C均值算法与自适应遗传算法相结合的水声数据分类方法。该方法首先计算直方图特征空间信息约束条件下的KFCM算法的目标函数;然后采用具有良好全局优化性能的自适应遗传算法对该目标函数进行优化,得到最优聚类矩阵和最优隶属度矩阵;再结合最大隶属度准则,实现水声数据的分类。其次在光线投影算法中绘制环节方面,为了提高水声数据的连续性,提出了面向光线投影的预积分分类体绘制积分方法。该方法首先用一阶线性插值代替原来的零阶保持插值重建水声数据的标量值;然后计算每两个相邻采样点之间线段累积的颜色值和不透明度值。预积分后的结果用于求解体绘制积分方程,完成数据可视化的绘制过程。实验结果表明,本文的研究方法能够很好地实现水声数据的分类,分类后的数据经三维可视化后效果良好,水声数据中的细节信息也能够得到很好的展现;而且经过预积分分类体绘制积分处理之后,疑似目标区域更加清晰,提高了水声数据的表现能力,从整体上改善了水声数据的可视化效果。
周天琪[9]（2015）在《水声数据可视化技术研究》文中研究表明在海洋资源的利用和开发、水下探测研究等领域,水声技术得到了越来越广泛的应用。作为水下勘测的主要手段,三维成像声纳也得到了快速地发展。根据水下声纳数据重建具有三维可视效果图像的水声数据可视化是当前的研究热点。由于海洋环境非常复杂,声波在海水中传播容易受环境中各种干扰因素的影响。因此声纳收集到的数据在生成和传输过程中难免会受噪声影响,表现为数据对比度低,背景信息复杂。故直接对数据作三维可视操作,一般不会得到很好的视觉效果。所以有必要将原始数据作降噪处理,去除噪声干扰;并且再将数据作分割处理,区别不同的背景信息,以便于观测水下环境的各个部分。论文通过对传统降噪算法和经典分割算法的研究,根据水声数据的三维特点,结合并改进多种有效算法,提出了先将原始水声数据作降噪处理,然后对其进行分割,最后利用可视化工具包VTK对数据进行三维可视化以验证处理效果。论文首先提出了一种结合空域和变换域的三维水声数据降噪算法,该算法分析了复合噪声模型特点,分别考虑水声数据中并存的加性和乘性噪声,结合空域和变换域,提出了分别进行模糊中值滤波和利用小波系数相关性的小波软阈值滤波的分层降噪方法,并在算法的实现过程中充分利用了数据的三维邻域信息。实验结果显示,该算法降低了原始数据的噪声,提高了数据连续性和对比度,增强了三维水声数据的可视效果。接着论文提出一种适用于三维水声数据的融合分割算法,该算法结合了模糊C均值、数学形态学及一种改进的OTSU阈值算法。由于水体、地层以及它们中间的过渡层具有不同的声学特性,算法首先对水声数据进行粗分割,将数据分为三层,然后根据每一层数据不同的特点做进一步细分割得到分割模板,并根据模板去除不必要的背景信息。实验表明,该算法可以提高检测水下目标的准确性,提高水声数据的表现能力。最后应用可视化工具包VTK,利用直接体绘制中的光线投影算法,对分割后的数据进行三维可视化操作。实现了既可以独立观察每一层数据,也可以相互组合整体观察,验证了降噪和分割处理的有效性。
蒋涛琳[10]（2014）在《手持式三维声纳实时成像系统软件设计》文中认为随着水声探测在海洋资源开发中的广泛应用,声纳成像技术已成为水下监测的重要手段。然而,目前三维声纳图像的显示一般利用PC平台实现,规模较复杂且集成度低。虽然也有一些前视声纳成像系统,但现有的前视声纳体积和功耗都比较大,可视化效果不佳,不适合蛙人使用。因此研究手持式三维声纳成像系统具有较高的工程应用价值。本课题针对传统三维声纳成像系统集成度低、实时性差的问题,研发了用于蛙人水下作业的手持式三维声纳实时成像系统软件,将信号的发射采集模块与图像显示模块集成一体。该系统基于DM8127处理器实现声纳图像的处理,通过数据解析、实时重建、图像渲染显示等过程完成三维成像,并以模块化多线程运行的方式,研发了一套通讯机制便于模块问的消息交互。同时,考虑嵌入式系统内存容量有限、内存带宽较低等缺陷,利用坐标转换数组预生成、自适应阈值的网格构建等方法实现实时高精度的三维建模,同时采用多线程并行处理架构改善网格构建时的系统处理性能,降低处理时延,并利用OpenGL ES2.0实现三维声纳图像的渲染和显示。测试结果表明,该系统能清晰显示水下探测目标,且实时成像速率可高达25帧／秒,达到系统实时性要求,且一体化集成设计便于手持使用。
二、声纳数据可视化研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、声纳数据可视化研究（论文提纲范文）
（1）海底环境的三维可视化仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 地形可视化研究现状 |
| 1.2.2 水的光学效应研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 OpenGL渲染 |
| 2.1 OpenGL渲染管线 |
| 2.1.1 顶点着色器 |
| 2.1.2 细分着色器 |
| 2.1.3 几何着色器 |
| 2.1.4 片元着色器 |
| 2.1.5 逐片元的操作 |
| 2.2 OpenGL着色语言 |
| 2.3 OpenGL基本操作 |
| 2.3.1 建模 |
| 2.3.2 变换 |
| 2.3.3 颜色模式设置和光照和材质设置 |
| 2.3.4 位图显示和图像增强 |
| 2.3.5 纹理映射 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 海底三维地形的建模与渲染 |
| 3.1 地形数据处理 |
| 3.1.1 谷歌高程数据 |
| 3.1.2 基于Google Earth的遥感图像信息的获取和转换 |
| 3.2 地形模型建立 |
| 3.2.1 数字高程模型 |
| 3.2.2 数据模型转换 |
| 3.2.3 模型加载 |
| 3.3 纹理数据获取与处理 |
| 3.3.1 侧扫声纳图像形成 |
| 3.3.2 侧扫声纳地形仿真方法 |
| 3.3.3 侧扫声纳法线映射 |
| 3.4 地形渲染实验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 海底的光学刻蚀和光束可视化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于刻蚀图的刻蚀生成 |
| 4.2.1 渲染动态刻蚀 |
| 4.2.2 实验结果 |
| 4.3 基于光线行进技术的光束生成 |
| 4.3.1 光线行进算法 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于OpenGL的动态场景构建与实现 |
| 5.1 界面设计 |
| 5.2 OpenGL粒子系统 |
| 5.2.1 基于粒子系统的气泡渲染 |
| 5.2.2 基于粒子系统的散射渲染 |
| 5.3 海面的渲染 |
| 5.3.1 高动态范围技术 |
| 5.3.2 基于立方体映射的天空渲染 |
| 5.3.3 实验结果 |
| 5.4 基于OpenGL的漫游 |
| 5.4.1 海底场景的三维可视化坐标 |
| 5.4.2 GLFW处理用户输入 |
| 5.4.3 实验结果 |
| 5.5 总体实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
（2）三维水声数据体绘制中传递函数的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 三维水声数据可视化 |
| 1.2.1 三维水声数据 |
| 1.2.2 三维水声数据可视化流程 |
| 1.2.3 水声数据可视化研究现状 |
| 1.3 体绘制传递函数的研究现状 |
| 1.3.1 以图像为中心的传递函数设计方法 |
| 1.3.2 以数据为中心的传递函数设计方法 |
| 1.3.3 传递函数设计面临的问题及挑战 |
| 1.4 本文研究工作及内容安排 |
| 第2章 体绘制传递函数 |
| 2.1 直接体绘制 |
| 2.1.1 直接体绘制中的光学模型 |
| 2.1.2 直接体绘制算法 |
| 2.2 传递函数相关概念 |
| 2.2.1 传递函数的定义 |
| 2.2.2 传递函数的分类 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于非下采样Brushlet变换的水声数据传递函数 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维非下采样Brushlet |
| 3.2.1 构造局部光滑的标准正交基 |
| 3.2.2 构造一维Brushlet基 |
| 3.2.3 构造三维Brushlet基 |
| 3.3 基于三维非下采样Brushlet变换的水声数据分类 |
| 3.3.1 利用灰度共生矩阵提取特征 |
| 3.3.2 颜色和不透明度函数的映射 |
| 3.3.3 分类效果评价因子 |
| 3.4 实验与结果分析 |
| 3.4.1 不同传递函数方法的可视化效果比较 |
| 3.4.2 不同传递函数方法分类效果的定量评价 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于改进的三维自适应区域生长的水声数据可视化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自适应阈值三维区域生长算法 |
| 4.2.1 传统的区域生长算法及其流程 |
| 4.2.2 改进的三维自适应阈值区域生长算法 |
| 4.3 基于三维自适应阈值区域生长的传递函数 |
| 4.3.1 三维数学形态学 |
| 4.3.2 利用改进的自适应阈值区域生长算法对水声数据进行分类 |
| 4.3.3 不透明度和颜色的映射规则 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.4.1 区域生长算法中生长阈值和阈值增长步长分析 |
| 4.4.2 区域生长实验结果及可视化实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
（3）基于数据分类的高效光线投影算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水声数据可视化研究现状 |
| 1.2.2 可视化方法研究现状 |
| 1.3 本文研究工作及内容安排 |
| 第2章 三维水声数据可视化 |
| 2.1 三维水声体数据 |
| 2.2 三维水声数据处理流程 |
| 2.2.1 数据采集 |
| 2.2.2 数据预处理 |
| 2.2.3 分类映射 |
| 2.2.4 绘制显示 |
| 2.3 体绘制技术 |
| 2.3.1 体绘制的光照模型 |
| 2.3.2 几种典型的体绘制算法 |
| 2.4 光线投影算法 |
| 2.4.1 光线投影算法基本原理 |
| 2.4.2 基于GPU的光线投影算法 |
| 2.4.3 三维体数据插值 |
| 2.4.5 图像合成 |
| 2.4.6 传递函数研究 |
| 2.5 三维可视化工具VTK |
| 2.5.1 VTK简介 |
| 2.5.2 VTK类库的特点 |
| 2.5.3 VTK对象模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于改进的高效LH直方图传递函数水声数据分类算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 LH直方图传递函数设计 |
| 3.2.1 LH直方图传递函数 |
| 3.2.2 LH直方图构造 |
| 3.2.3 基于区域空间的高效LH直方图传递函数 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 结合VTK和QT的水声数据应用平台开发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统功能与开发环境 |
| 4.3 系统设计实现 |
| 4.3.1 数据管理模块 |
| 4.3.2 显示模块 |
| 4.3.3 交互模块 |
| 4.4 系统编译与调试 |
| 4.5 系统界面与绘制结果 |
| 4.5.1 系统界面 |
| 4.5.2 绘制结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）基于C#的侧扫声纳数据管理及可视化软件设计与实现（论文提纲范文）
| 1 系统构架 |
| 1.1 侧扫声纳数据处理模块 |
| 1.2 侧扫声纳数据库构建与管理模块 |
| 1.3 应用功能模块 |
| 1.4 用户可视化显控模块 |
| 2 系统功能设计 |
| 2.1 原始数据管理功能 |
| 2.2 数据预处理功能 |
| 2.3 数据处理功能 |
| 2.4 质量评价功能 |
| 2.5 数据库管理功能 |
| 2.6 可视化功能 |
| 2.7 数据输出功能 |
| 3 数据库构建 |
| 3.1 侧扫声纳数据分类 |
| 3.2 数据库模型构建 |
| 4 侧扫声纳条带数据处理 |
| 4.1 原始数据文件解码与转换 |
| 4.2 辅助测量数据处理 |
| 4.3 声纳条带图像处理 |
| 4.4 多条侧扫声纳图像镶嵌 |
| 5 软件编写 |
| 6 结束语 |
（5）侧扫声呐海底管道检测关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及选题意义 |
| 1.2 国内外研究现状及趋势 |
| 1.3 论文组织结构及研究内容 |
| 2 侧扫声呐信号仿真及性能指标分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 侧扫声呐的系统组成和成像原理 |
| 2.3 侧扫声呐信号特性及仿真分析 |
| 2.4 侧扫声呐系统性能探测指标分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 侧扫声呐数据采集及管道状态分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究区历史资料分析 |
| 3.3 数据采集方法设计 |
| 3.4 侧扫声呐检测海底管道状态分析 |
| 3.5 测量结果初步分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 侧扫声呐数据解析、海底线检测及可视化系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 XTF格式侧扫声呐数据解码 |
| 4.3 海底线检测方法研究 |
| 4.4 侧扫声呐图像畸变类型及改正方法 |
| 4.5 航迹处理与像素地理编码 |
| 4.6 海底管道可视化系统 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 基于侧扫声呐图像的海底管道形状恢复 |
| 5.1 侧扫声呐图像预处理 |
| 5.2 侧扫声呐图像分割算法研究 |
| 5.3 联合自阴影的海底管道形状恢复 |
| 5.4 海底管道检测软件 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文及参加项目情况 |
| 附录1 |
| 附录2 |
（6）海底声纳数据的可视化去噪算法仿真（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 海底声纳数据的可视化去噪原理 |
| 3 海底声纳数据的可视化去噪算法 |
| 3.1 最小二乘滤波海底声纳数据 |
| 3.2 海底声纳数据可视化去噪阈值的选取 |
| 4 实验结果与分析 |
| 5 结束语 |
（7）三维声纳实时成像系统软件设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 成像声纳发展和研究 |
| 1.2.2 三维图像处理技术研究 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 2 相关技术介绍 |
| 2.1 VTK可视化编程库 |
| 2.1.1 VTK概述 |
| 2.1.2 VTK可视化管线 |
| 2.2 多线程编程 |
| 2.2.1 多线程概述 |
| 2.2.2 多线程同步 |
| 2.2.3 Qt中的多线程 |
| 2.3 其他技术 |
| 2.3.1 最大流最小割定理 |
| 2.3.2 近邻算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 系统总体设计 |
| 3.1 系统整体框架 |
| 3.2 水下部分整体框架 |
| 3.3 三维声纳实时成像系统软件整体框架 |
| 3.3.1 软件框架 |
| 3.3.2 业务流程与线程模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 三维声纳实时成像系统软件详细设计 |
| 4.1 接收模块 |
| 4.1.1 数据接收 |
| 4.1.2 防乱序算法 |
| 4.1.3 网络防抖缓冲区 |
| 4.2 预处理模块 |
| 4.3 可视化算法模块 |
| 4.4 显示模块 |
| 4.4.1 显示防抖缓冲区 |
| 4.4.2 基于VTK的显示流水线 |
| 4.5 参数控制模块 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 声纳可视化算法设计 |
| 5.1 声纳降噪算法 |
| 5.1.1 建立声纳数据存储结构 |
| 5.1.2 查找近邻点 |
| 5.1.3 整体算法流程 |
| 5.2 声纳图像分割算法 |
| 5.2.1 能量函数的设计 |
| 5.2.2 加权图的建立 |
| 5.2.3 声纳分割算法核心步骤设计 |
| 5.2.4 整体算法流程 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 测试及结果 |
| 6.1 测试模块设计 |
| 6.2 功能测试 |
| 6.2.1 参数设置模块 |
| 6.2.2 显示模块 |
| 6.2.3 算法模块 |
| 6.3 性能测试 |
| 6.3.1 显示模块 |
| 6.3.2 算法模块 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（8）面向水声数据可视化的光线投影算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 水声数据可视化概述 |
| 1.2.1 声纳简介 |
| 1.2.2 水声数据的预处理 |
| 1.2.3 水声图像的特点 |
| 1.2.4 水声数据可视化方法分类 |
| 1.2.4.1 等值线法 |
| 1.2.4.2 面绘制方法 |
| 1.2.4.3 体绘制方法 |
| 1.2.5 水声数据可视化的国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及章节安排 |
| 第2章 三维水声数据的可视化 |
| 2.1 三维水声数据介绍 |
| 2.2 三维数据的分布及其连接关系的类型 |
| 2.3 体绘制方法 |
| 2.3.1 体绘制的基本原理 |
| 2.3.2 光照模型 |
| 2.3.2.1 基本光照模型 |
| 2.3.2.2 Phong光照模型 |
| 2.3.2.3 Blinn-Phong光照模型 |
| 2.4 光线投影算法 |
| 2.4.1 光线投影算法的基本原理 |
| 2.4.2 光线投影算法的基本流程 |
| 2.4.3 光线投影算法的关键技术 |
| 2.4.3.1 空间坐标变换 |
| 2.4.3.2 体数据的插值 |
| 2.4.3.3 体数据的分类 |
| 2.4.3.4 图像合成绘制 |
| 2.5 其他典型体绘制算法 |
| 2.5.1 纹理映射法 |
| 2.5.2 抛雪球法 |
| 2.5.3 错切-变形法 |
| 2.6 可视化开发工具VTK |
| 2.6.1 VTK概述 |
| 2.6.2 光线投影算法在VTK中的实现 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于HKFCM和AGA的水声数据分类算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 KFCM和AGA算法 |
| 3.2.1 核模糊C均值算法 |
| 3.2.2 自适应遗传算法 |
| 3.3 基于HKFCM和AGA的水声数据分类 |
| 3.3.1 水声数据直方图的计算 |
| 3.3.2 基于直方图统计的核模糊C均值算法 |
| 3.3.3 自适应遗传算法优化HKFCM的目标函数 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.4.1 直方图函数f(k) 的影响因子b的取值比较 |
| 3.4.2 不同算法的分类时间 |
| 3.4.3 分类后的数据三维可视化效果比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于预积分分类的体绘制积分算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光线投影算法中的体绘制积分 |
| 4.3 基于预积分分类的体绘制积分 |
| 4.3.1 预积分方法的流程 |
| 4.3.2 预积分查找表 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.4.1 实验数据准备 |
| 4.4.2 三维水声数据的可视化比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）水声数据可视化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 水声数据可视化简介 |
| 1.2.1 声纳简介 |
| 1.2.2 水声数据处理的研究现状 |
| 1.2.3 科学可视化简介 |
| 1.3 论文研究工作及结构安排 |
| 第2章 三维水声数据处理及可视化 |
| 2.1 三维水声数据介绍 |
| 2.2 三维水声数据处理方案 |
| 2.2.1 数据降噪 |
| 2.2.2 数据分割 |
| 2.2.3 数据可视化 |
| 2.3 三维数据可视化技术介绍 |
| 2.3.1 常见的可视化方法 |
| 2.3.2 间接体绘制 |
| 2.3.3 直接体绘制 |
| 2.4 VTK介绍 |
| 2.4.1 VTK特点 |
| 2.4.2 VTK对象模型及可视化流程 |
| 2.4.3 基于VTK的光线投射算法实现 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 面向可视的三维水声数据降噪算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模糊中值滤波 |
| 3.3 相关小波系数的软阈值滤波 |
| 3.4 理想噪声模型的三维水声数据降噪 |
| 3.4.1 三维模糊中值滤波 |
| 3.4.2 三维邻域相关的小波软阈值滤波 |
| 3.5 实验结果与分析 |
| 3.5.1 二维切片数据实验结果 |
| 3.5.2 三维数据实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 三维水声数据融合分割算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 典型的数据分割算法 |
| 4.2.1 模糊C均值分割算法 |
| 4.2.2 数学形态学 |
| 4.2.3 基于OTSU的迭代阈值分割算法 |
| 4.3 三维水声数据的融合分割及分割结果 |
| 4.3.1 粗分割 |
| 4.3.2 细分割 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）手持式三维声纳实时成像系统软件设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目次 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 成像声纳发展现状 |
| 1.2.2 三维图像处理技术研究现状 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 1.4 本论文组织结构 |
| 2 相关技术介绍 |
| 2.1 嵌入式LINUX操作系统 |
| 2.2 嵌入式界面开发环境 |
| 2.2.1 嵌入式GUI介绍与比较 |
| 2.2.2 Qt/Embedded |
| 2.3 可视化工具OPENGL ES |
| 2.4 本章小结 |
| 3 系统总体框架 |
| 3.1 系统总体架构 |
| 3.2 系统硬件架构 |
| 3.3 系统软件架构 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 系统软件详细设计 |
| 4.1 数据接收模块 |
| 4.1.1 声纳数据接收 |
| 4.1.2 GPS信息与姿态信息获取 |
| 4.2 存储模块 |
| 4.3 参数控制模块 |
| 4.4 视化处理模块 |
| 4.4.1 图像数据解析 |
| 4.4.2 实时重建 |
| 4.4.3 三维图像显示 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 可视化算法设计 |
| 5.1 图像数据解析 |
| 5.2 实时重建 |
| 5.2.1 基于自适应阈值的三角网格构建 |
| 5.2.2 多线程并行处理 |
| 5.3 基于OPENGL ES 2.0的图像渲染 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 系统测试 |
| 6.1 测试模块设计 |
| 6.2 功能测试 |
| 6.2.1 存储模块测试 |
| 6.2.2 视化处理模块测试 |
| 6.2.3 其他模块测试 |
| 6.3 性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
四、声纳数据可视化研究（论文参考文献）
- [1]海底环境的三维可视化仿真研究[D]. 丁静静. 江苏科技大学, 2020(03)
- [2]三维水声数据体绘制中传递函数的研究[D]. 魏阳洋. 杭州电子科技大学, 2020(01)
- [3]基于数据分类的高效光线投影算法研究[D]. 高翔. 杭州电子科技大学, 2019(01)
- [4]基于C#的侧扫声纳数据管理及可视化软件设计与实现[J]. 郭军,曹明,王爱学,陈宏文,冯强强,易锋. 测绘工程, 2018(09)
- [5]侧扫声呐海底管道检测关键技术研究[D]. 库安邦. 山东科技大学, 2018(03)
- [6]海底声纳数据的可视化去噪算法仿真[J]. 张杭琦. 计算机仿真, 2017(11)
- [7]三维声纳实时成像系统软件设计[D]. 王舒卉. 浙江大学, 2017(08)
- [8]面向水声数据可视化的光线投影算法研究[D]. 宋倩倩. 杭州电子科技大学, 2016(04)
- [9]水声数据可视化技术研究[D]. 周天琪. 杭州电子科技大学, 2015(06)
- [10]手持式三维声纳实时成像系统软件设计[D]. 蒋涛琳. 浙江大学, 2014(08)