水下步進相移陣列超音波影像系統之研發

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1、第十屆水下技術研討會暨國科會成果發表會2008年4月25日．高雄市．國立中山大學水下步進相移陣列超音波影像系統之研發111234張忠誠王榮華鄭慕德陳柏台林俊華林鎭洲555555何其恩趙啟志劉傳俊謝逸群汪建志陳浩鈞5566667賴俊廷吳坤龍朱汶崧陳盈丞林翰屏游竟人張仲茹摘要本論文旨在利用TOF(time-of-flight)方法來完成目標物鎖定以及九宮格成像，並透過類神經網路搭配蛇形輪廓搜尋法來擷取目標物之中心座標資訊。其所得到之影像訊號，主要可分為兩方面，一方面將所得到之訊號寫成Pseudocode形式，再將此演算法化為有限狀態，並合成電路於FPGA之嵌入式技術上，最後整合同步

2、電路並評估其效能。另一方面將所得到之訊號透過動態物件追蹤暨影像定位之技術處理完畢後，在利用SIFT技術來加快特徵擷取速度，並結合snake與SOFNN超音波影像分割，可得到更好之成像。本論文除了在實驗室完成目標物鎖定及九宮格影像成像，亦實際在小艇碼頭完成初步海下試驗。在實驗室裡將一塊目標物分成九個區塊，並利用超音波發射接收陣列針對不同之區塊來進行掃描，總共掃描九次，將掃描所得到的訊號透過Labview圖控軟體成像出來。利用掃描多個小區塊影像之特性，再將每一個小區塊之影像組合成一個較大塊的影像，最後在利用邊緣偵測與物件辨識定位技術來增強超音波之影像，在經過邊緣偵測與物件辨識定位技

3、術處理後，可得大面積解析度較佳之影像同時目標物鎖定試驗也可使影像解析度提升。實驗室水槽測試成功後，於小艇碼頭進行實際測試。利用小艇拖拉ROV並搭載超音波陣列系統到一定點之後，便進行目標物鎖定與靜態九宮格及動態九宮格掃描。另外除了在支架上裝置超音波發射接收陣列之外，同時也在支架上裝置了CCD(ChargeCoupledDevice)光學攝影機，利用CCD來拍攝海下之實際狀況之目標物影像，將拍攝光學之實際影像來與超音波成像做比較。由實驗成果所示本實驗已完成初步超音波大面積及較佳解析度成像試驗。而九宮格試驗亦可增加格數使成像面積更大或解析度增加。Researchanddevelopm

4、entofanunderwatersteppingphased-arrayultrasonicimagingsystem1112Chung-ChengChangJung-HuaWangMu-DerJengP.T.Chen34555J.H.LinChen-ChouLinChi-EnHeChi-JrJauChuan-ChunLin5555Yi-ChunHsiehJian-JrWangHau-JiunChenJiun-TingLai5666Kuen-LungWuWen-SungJuYing-ChengChenHan-PinLin67Jin-RenYouJung-RuJangABSTR

5、ACTThisarticleusesTOF(time-of-flight)methodtocompletetargetobjectlockingand”Ninepalacesofdose”imaging,meanwhile,throughneuralnetworkandsnakeprofilesearchmethod,thecentralcoordinateinformationoftargetobjectisacquired.Theacquiredimagesignalcanbemainlydividedintotwoaspects,inone第十屆水下技術研討會暨國科會成果

6、發表會2008年4月25日．高雄市．國立中山大學aspect,theacquiredsignaliswrittenintoPseudocodeformat,thenthealgorithmischangedtofinitestatusandthecircuitisformedintotheembeddeedtechnologyofFPGA,finally,synchronouscircuitisintegratedandtheperformanceisevaluated.Inanotheraspect,aftertheacquiredsignalisprocessedbydyn

7、amicobjecttrackingandimagepositioningtechnique,SIFTtechniqueisusedtospeedupfeatureacquisitionspeed,finally,associatedwithsnakeandSOFNNultrasonicimagesplitting,wecangetbetterimage.Inthisarticle,inadditiontocompletingthetargetobjectlockingand“Ninepal