本发明公开了一种平衡的水下声学图像目标检测方法，解决了水下声学图像目标检测的不平衡问题。具体为：利用图像嫁接、物体拉伸、图像随机裁剪以及多方向物体翻转技术来解决水下声学图像的样本不平衡问题；利用对偶特征金字塔、可变形卷积以及图像尺度抖动来解决水下声学图像中的物体尺度不平衡问题；利用高斯模型建模回归问题、高斯模型方差投票修正以及级联目标检测器技术来解决水下声学图像中物体定位不平衡问题；利用重加权以及重采用技术来解决水下声学图像中图像类型不平衡问题。本发明提出的方法针对性强，性能优越，提高了目标检测方法在水下声学图像中的适用性和泛化性，对于水下声学图像处理领用具有重要的应用价值。