侧扫声呐图像判读是声呐扫海中的一项主要工作，经验丰富的判读人员可以比较确切地描述扫测海域的地貌特征，判断声图中碍航物和非碍航物，为潜水探摸和打捞提供详细的信息。声图判读对象是声图中的各类目标和地貌。为了能从繁杂的声呐图像中判读出目标图像及地貌图像，必须对各类声信号的图像进行分类，建立相关特征，为判读所需的目标图像和地貌图像提供必要的特征指标。

1.声呐图像主要内容

声呐图像可分为四类，即目标图像、海底地貌图像、水体图像和干扰图像（周立，2013）。目标图像包括沉船、鱼雷、礁石、海底管线（图7-27）、鱼群及海水中各类碍航物和构筑物（图7-28）的图像。根据各类目标在海底的状况，又可以进一步分类，沉船图像可分为整体沉船、断裂沉船（图7-29）；礁石图像可分为孤立礁石、礁石群；鱼群图像可分为水面鱼群、水中鱼群和水底鱼群。

图7-27　海底管线声呐图像

图7-28　水底构筑物声呐图像

海底地貌图像包括海底起伏形态图像、海底底质类型图像、海底起伏和底质混合图像。海底起伏形态图像（图7-30），如沙波、沙洲、沟槽、沙砾脊、沙丘、凹洼等形态；海底底质图像，如漂砾、沙带、岩石等。

图7-29　沉船声呐图像

图7-30　海底起伏形态声呐图像

水体图像包括水体散射、温度阶层、尾流、海面反射等水体运动形成的图像。

干扰图像包括换能器基阵横向、纵向和首向摇摆产生的干扰图像，海底和水体等的混响干扰图像，以及各种电子仪器与交流电源噪声产生的干扰图像。

2.声呐图像判读技术

侧扫声呐主要用于海底目标物和海底地貌成像，需要判读的内容主要包括海底目标、海底地形和底质类别，这些目标本身差别较大，因此声呐成像后也有较大的区别。

①目标判读。侧扫声呐适用于高出海底平面的凸起物或水体中的物体，如沉船、礁石、水雷等目标的探测，其成像的主要特点是有阴影图像。海底凸起目标，其朝向换能器的一面（阳面），回波能量强，在图像上表示较亮；背向换能器的一面，由于被遮挡，在声图上表现很暗，即目标的阴影。有些声呐系统的显示方式正好相反，目标为深色，阴影为浅色，但是原理相同，都是回波强度和图像灰度值的映射关系。阴影通常比目标回波包含更多的细节信息，国内外众多学者利用其对目标进行检测、识别和分类。(www.daowen.com)

②地形判读。因为侧扫声呐图像的高分辨率，利用其可检测出水深图像无法辨识的细小地形、沙波的变化。在开阔的测区，可通过障碍物周围沙波大小、高度和方向的变化，判定流速和流向的变化。一般而言，海底地形凸起时，阳面回波信号强而阴面回波信号弱，在距离向（侧向）上形成先浅后深的图像特征。地形凹陷时，正好相反。

③底质判读。声图的灰度主要反映两种信息：地形和底质。回波强度与底质的作用主要有两个因素：底质的声学特性和粗糙度。海底的粗糙度是指声图分辨率大小范围内海底起伏的程度，与沉积物类别直接相关。

声呐图像的特点决定了判读人员需要有广泛的理论知识和一定的实践经验。判读方法有目视判读和计算机模式识别两种。早前的声图判读很困难，随着系统的改进、图像质量的提高以及经验的积累，目前的声图判读工作变得更容易、可靠。限于声呐图像强噪声特点和人工智能水平，当前声呐图像判读还是以目视判读为主，下面主要介绍目视判读的特点和方法。

声呐图像是海底目标、海底地貌、水体和干扰等多种反射或散射回波信号特征的记录，这些特征称为判读特征，也称判读标志。回波信号的强度、尺寸、形状，声影的尺寸以及目标的相对位置等都可作为海底目标或底质探测与识别的重要特征。对于目视判读，因为这个处理过程是由人眼完成的，所以从声呐图像中判读目标或地貌图像的特征应符合视觉的特征。声呐图像具有如下六种判读特征：

①形状特征。形状特征是指某类目标图像外部轮廓形状。目标和地貌的实际形状不同，其在声图上的图像形状也不同，图像形状在一定程度上反映出目标的性质及地貌类型。因此，形状特征是判读目标和地貌的重要依据之一，应结合声图各类变形来判读图像形状特征。

②大小特征。大小特征是指在声图上的尺寸。根据声图纵横比例尺能明确给出目标或地貌大小的概念，因此判读图像之前应弄清声图比例尺的变化情况。

③色调和颜色特征。色调特征是对黑白声图而言，彩色特征是对伪彩色声图而言。色调特征是指声图上所表示的灰阶由深到浅的灰度变化。在声图中，人眼可以感受到8个层次灰阶的灰度变化。

④阴影特征。阴影特征是指目标和地貌高出海底面阻挡声波照射的地段，在声图上表示为无灰度的小区域。阴影长度反映目标和地貌隆起高度，是测量隆起高度的依据。

⑤纹理特征。纹理特征是指声图上强灰度的灰阶形成的各种形态特征，如鱼群的椭圆形态、燕尾形态，沙波的波状形态，浅层气体的条带状、椭圆状。纹理特征在声图反映中呈多种形态，如点状、线状、环状、条带状、棚状等形态。

⑥相关体特征。相关体特征是指伴随某类图像同时出现的无固定纹理特征的相关图像，如沉船图像周围必然伴随有堆积和沟槽图像。

在充分理解声图的结构、分类和特征的基础上，建立各类典型声图的判读特征。反复识别、熟悉各类典型声图的判读特征及其数量和排列组合特征，能够在大脑中形成深刻的印象。具备判读声图的基本技能后，还需结合相关理论知识，在判读过程中逐步深化。在判读声呐图像时，还应特别注意参考作业过程的详尽记录，过滤非目标图像，筛选出所需的目标图像。一般可采用以下四种方法判读声呐图像：

①直接判读法：利用判读特征，直接对一张声呐图像判读目标和地貌；

②对比判读法：把粗扫测与细扫测的声图进行对照比较来判读声图中的目标和地貌；

③邻比判读法：把两次扫测的重叠带图像相拼接，对照比较判读目标和地貌；

④逻辑推理判读法：根据扫测区的水体情况、潮流和气象等动力因素、海底底质分布状况、海区特点及海底地貌、海事资料，并结合扫测记录，来判读声图的目标和地貌图像。