随着当代科学技术的快速发展,人们对未知领域的探索越来越强烈,已经开始加大对太空和海洋的研究。海洋中的丰富自然资源在陆地自然资源的不断消耗的情况下显得更加珍贵,另一方面,世界各国的军事竞争中,海洋战略也占据着极其重要的地位,所以各国都加大了对海洋的勘测和开发。由于海洋复杂的环境,常规的光学仪器无法在海洋环境中正常使用,目前对海底地形和目标的探测主要依靠声呐系统来完成,因为声呐系统利用声波完成对海底的探测,受海洋环境影响小。本文利用侧扫声呐系统获取海底声呐图,通过对声呐图像的分析完成对海底信息的提取。文章主要从侧扫声呐数据解析处理、声呐图像的特征提取和声图特征的匹配三方面进行研究,主要的研究过程如下:首先对侧扫声呐系统工作原理进行介绍,将获取的扫描数据进行解析,以获得待处理的侧扫声呐图像。由于扫描声波在水中会受到海洋复杂环境的影响,使最终的声呐图中含有较多的噪声,针对这种情况,采用多种滤波方法对声呐图进行预处理,对比分析滤波之后的图像效果,完成声呐图像的去噪。其次对预处理后的声呐图像进行特征提取。本文从特征点和直线特征两方面来研究,采用鲁棒性较好SIFT算法完成声呐图像的特征点提取,并构造出描述向量,为特征点的匹配做好准备;应用Hough变换和LSD算法实现对声呐图像的直线特征提取,同时对Hough变换空间存在的一些问题进行了改进,而针对LSD算法存在直线特征断裂和直线较短的情况,本文设计了一种拟合的改进方式来改善提取的直线质量,这种改进可以有效拟合直线特征。接着在特征提取的基础上完成对特征的匹配。利用构造好的描述向量实现图像间特征点的匹配,借助RANSAC(采样一致性)对初步匹配之后的特征点筛选。构造匹配的条件向量,利用了仿射变换中部分不变量完成了直线间的匹配;介绍了射影变换,在映射的基础上从角度、位置等方面构造直线特征匹配的条件,将条件作用于特征直线的匹配中。实验的结果证明了方法具有可行性,表明本文所提出方法有很好的直线特征匹配性能。最后展开对提取线特征的简化的研究,通过前面线特征的提取结果发现相似线特征过多,对图像信息的描述和匹配结果都会有一定的影响,因此针对线特征存在过多相似特征的问题,本文设计了相应的线特征简化方法对其处理,实验表明简化之后的线特征表述图像信息效果更好,且线特征匹配率也有了提升。