尾流即运动的气泡幕。尾流光学特性及其应用是国内外科学研究的一个新领域。在军用民用方面有着重要的意义。基于尾流光学特性对鱼群和舰船等水下目标的探测和跟踪技术摆脱了常规的声场而以光波作为信息载体,使常规的声学干扰和对抗手段失去作用,具有探测距离远、命中精度高以及不受电磁和环境噪声干扰等优点。运动气泡的研究是尾流研究的基础,利用数字图像处理技术研究运动气泡幕的分布特性是一种全新的探测尾流的方法。它与传统的运动气泡探测方法相比,具有直观、高效、实时等优点。本论文在理论、实验方面研究如下:理论研究方面,应用Mie理论和蒙特卡罗方法研究了吸收海水中干净气泡和脏气泡的单散射特性和气泡群的相位函数。从理论上预测了可能存在的有效探测尾流气泡的方法。实验研究方面,根据对运动气泡幕的光学特性,设计了一套运动气泡的采集系统。首先,根据气泡的特性,分析图像采集系统的要求,选择适合的照明方式、拍摄器件和数据传输器件,在此基础上搭建了图像采集系统的实验平台,采集了大量用于后续处理的运动气泡图像。借助传统的数字图像处理方法和小波变换对尾流气泡幕图像进行了处理,从中获得运动气泡的几何特性和运动特性,证实了这两种方法的可行性。