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本书共分为6章，章节安排如下。
第1章为绪论。介绍本研究的背景和研究现状，分析目前多源声学图像融合与底质分类研究存在的问题，提出本书研究的技术路线，设计本书结构。
第2章探讨水底多源声学图像的形成原理。首先，总结水底声学图像的成像理论；然后，分别讨论侧扫声呐、多波束系统和浅地层剖面仪等生成多源声学图像的原理，对其中的部分预处理方法做出改进；最后，比较多源声学图像的特点，讨论图像信息融合的可行性。
第3章探讨多源声学图像的特征分析。首先，定性描述不同底质在多源声学图像中的特征；然后，介绍本书研究的实验数据和研究区概况；接着，基于实验数据介绍水底地貌、地形和地层剖面图像的定量特征提取方法；最后，分析上述定量特征之间的相关性，提出一种特征筛选方法去除冗余的特征量。
第4章探讨面向对象的多源声学图像底质分类方法。首先，讨论面向对象的多尺度分割中形状与光谱异质性权重、分割尺度等参数的设定方法，进而实现对地貌图像的多尺度分割；然后研究面向底质分类的最优特征子集选择方法；最后，采用多种分类算法进行面向对象的多源声学图像底质分类。
第5章探讨面向水下底质分类的多源声学图像信息融合方法。首先归纳并提出多源声学图像信息融合的综合模型；然后研究融合地貌、地形图像特征以实现底质分类的特征级融合方法；此后研究融合水底地貌、地形两类数据，以及融合地貌、地形和浅地层剖面图像三类数据的决策级融合方法；最后对全书介绍的几种分类方法进行综合比较。
第6章是对本书内容的总结与展望。