水下环境复杂多变,在这样的环境下生成的图像受到很多干扰,这些干扰是影响声呐图像质量的主要因素,它使声呐图像模糊、分辨率低、噪声严重等特点。这也使得声呐图像与光学图像有着不同的特征。为了更好的利用声呐图像,对声呐图像进行降噪预处理是非常重要的。又由于声呐图像与光学图像有着不同特征,光学图像的噪声处理算法不能直接应用到声呐图像降噪中,因此,构建针对声呐图像的降噪算法是非常有意义的。根据声呐图像的特征,本文主要研究了以下内容:(1)本文首先对声呐图像的噪声类型进行总结分析,并确定对声呐图像影响较为严重的噪声类型进行建模,经过研究得到,噪声类型为幅值服从瑞利分布的乘性斑点噪声对声呐图像的影响较为严重,根据现有噪声模型构建方法相结合,得到更简化的乘性斑点噪声模型构建方法。(2)针对声呐图像的特征,本文把三维块匹配图像降噪算法(BM3D)应用到声呐图像的降噪处理中,并利用全变分降噪算法对BM3D算法中滤波处理部分进行改进,通过实验验证,改进算法对声呐图像中的乘性斑点噪声有很好的降噪能力。同时,它能够保留更多的图像纹理信息以及边缘信息。(3)基于全变分以及小波变换在图像处理中的良好性能,本文提出把对信号降噪效果较好的非凸正则化全变分-小波降噪算法应用到声呐图像中乘性斑点噪声的降噪处理中,并将对图像中奇异点的处理效果较好的双树复小波变换对原算法中的小波进行改进,得到改进算法更适用于声呐图像的降噪处理;其次,为了得到改进后的算法对声呐图像有更好的降噪能力,对其参数函数进行改进。通过仿真验证,改进的算法能更好的适应声呐图像的降噪处理,本算法除了有较好的降噪能力,还有较好的纹理信息和边缘保持能力。