適用于聲吶一維距離像穩(wěn)定特征提取的雜亂脈沖去除方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及聲吶技術領域，尤其涉及一種適用于聲吶一維距離像穩(wěn)定特征提取的 雜亂脈沖去除方法。
【背景技術】
[0002] 聲吶系統(tǒng)往往受到多種雜亂聲脈沖影響，雜亂聲波脈沖對于聲吶回聲檢測形成強 烈影響，使其無法完成物體檢測。這是由于常規(guī)聲吶采用自適應波束形成等技術，不適用于 雜亂聲脈沖的處理。主要是該類雜亂聲脈沖的到達空域可能來自不同的方向，造成自適應 波束形成等算法不能收斂。所以，需要開發(fā)新的方法，去除雜亂聲脈沖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于，針對聲納回聲距離信息轉(zhuǎn)化的頻率信息維度， 提供一種雜亂脈沖去除方法，去除聲吶中的雜亂脈沖，從而獲得一種純凈的時頻域聲納回 聲信號。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種適用于聲吶一維距離像穩(wěn)定特征提取 的雜亂脈沖去除方法，包括：
[0005] S101、聲吶發(fā)射周期線性調(diào)頻連續(xù)波信號，并接收回聲信號，其中，所述回聲信號 包括雜亂脈沖和所述線性調(diào)頻脈沖信號經(jīng)物體反射后形成的回聲脈沖；
[0006] S102、對所述回聲信號進行Stretch處理，得到頻域回聲信號；
[0007] S103、對所述頻域回聲信號進行門限檢測，篩選出過第一門限值的N1個頻點
[0008] S104、重復S103,篩選出過第一門限值的另外N2個頻/
[0009] S105、兩兩對應比較W與U中各元素，若二者差值的絕對值小于或等于第二門限 值，且S1ZiP的比值大于第三門限值，則判斷為物體回聲，其余值判斷為雜亂聲脈沖；其中， S1表示當前頻點對應的脈沖的各采樣點的能量平均值，P表示低于第一門限值的頻點對應 的脈沖的各采樣點值的平均值。
[0010] 進一步的，所述聲吶發(fā)射周期線性調(diào)頻連續(xù)波信號，并接收回聲信號，具體包括： [0011] 聲吶發(fā)射周期線性調(diào)頻連續(xù)波信號，其中，所述線性調(diào)頻脈沖信號為
式中，t為時間變量，f。為載頻，ξ為調(diào)頻斜率，T為調(diào)頻連續(xù) 波周期，rect[ ·]表示周期方波的一個周期；
[0012] 聲吶接收多個物體的回聲信號，其中，所述多個物體回聲信號為
式中，a i為第i個回聲脈沖的幅度復系數(shù)，τ i為第i個回聲 脈沖的時延，n(t)為聲吶的接收通道噪聲，M為回聲物體的個數(shù)。
[0013] 進一步的，對所述回聲信號進行Stretch處理，得到頻域回聲信號，具體包括：
[0014]
為周期連續(xù)波變換函數(shù)，對所述回聲信號進行Stretch處 理，得到信號z (t)，即
[0015]
[0016] 式中0〈t〈N · T，N表示發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波的所有周期個數(shù)；
[0017] 選取所述信號z(t)其中的一段進行傅里葉變換，得到頻域回聲信號，其中，所述 頻域回聲信號為>'α為整數(shù)或分數(shù)，即選取的傅里葉變換的數(shù)據(jù)長 .t =U
度是周期T的整數(shù)倍或者是分數(shù)倍。
[0018] 進一步的，對所述頻域回聲信號進行門限檢測，篩選出過第一門限值的N1個頻點
具體包括：
[0019] 求取所述頻域回聲信號的包絡y
，式中，yi(?)與％(ω) 為頻域回波信號y(?)的實部與虛部；
「nn?nl 締 ?先屮.描；S A ( ω ) > σ時ω的N1個取值，作為過第一門限值的N i個頻點 中，σ為第一門限值。
[0021] 本發(fā)明利用雜亂聲脈沖在頻域位置不確定，而經(jīng)物體反射的回聲信號在兩個連續(xù) 波回聲期間頻域無變化的特點，通過門限位置的判斷，確定物體回聲，從而達到去除雜亂聲 脈沖的目的，本發(fā)明去除雜亂聲脈沖的效果好。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023] 圖1是本發(fā)明提供的適用于聲吶一維距離像穩(wěn)定特征提取的雜亂脈沖去除方法 的一個實施例的流程示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明提供的聲吶信號的發(fā)射信號形式；
[0025] 圖3為Stretch處理后的信號形式；
[0026] 圖4是經(jīng)本發(fā)明提供的聲吶雜亂脈沖去除方法處理后，第一個比較周期所獲得的 物體回聲頻域特性圖。
[0027] 圖5是經(jīng)本發(fā)明提供的聲吶雜亂脈沖去除方法處理后，第二個比較周期所獲得的 物體回聲頻域特性圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029] 圖1是本發(fā)明提供的適用于聲吶一維距離像穩(wěn)定特征提取的雜亂脈沖去除方法 的一個實施例的流程示意圖，如圖1所示，包括：
[0030] S101、聲吶發(fā)射周期線性調(diào)頻連續(xù)波信號，并接收回聲信號，其中，所述回聲信號 包括雜亂脈沖和所述線性調(diào)頻脈沖信號經(jīng)物體反射后形成的回聲脈沖。
[0031] 具體的，SlOl包括步驟：
[0032] 聲吶發(fā)射周期線性調(diào)頻連續(xù)波信號，其中，所述線性調(diào)頻脈沖信號為
%式中，t為時間變量，f。為載頻，ξ為調(diào)頻斜率，T為調(diào)頻連續(xù) 波周期，rect[ ·]表示周期方波的一個周期；
[0033] 聲吶接收多個物體的回聲信號，其中，所述多個物體回聲信號為 ?中，a i為第i個回聲脈沖的幅度復系數(shù)，τ i為第i個回聲 l~L
脈沖的時延，n(t)為聲吶的接收通道噪聲，M為回聲物體的個數(shù)。
[0034] S102、對所述回聲信號進行Stretch處理，得到頻域回聲信號。
[0035] 具體的，S102包括步驟：
[0036] 4
為周期連續(xù)波變換函數(shù)，對所述回聲信號進行Stretch 處理，得到信號z (t)，即
[0037]
[0038] 式中0〈t〈N · T，N表示發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波的所有周期個數(shù)；
[0039] 選取所述信號z(t)其中的一段進行傅里葉變換，得到頻域回聲信號，其中，所述 頻域回聲信號為
α為整數(shù)或分數(shù)，即選取的傅里葉變換的數(shù)據(jù)長 度是周期T的整數(shù)倍或者是分數(shù)倍。
[0040] S103、對所述頻域回聲信號進行門限檢測，篩選出過第一門限值的N1個頻點 ,=1>。斗…，u'、,]。
[0041] 具體的，S103包括步驟：
[0042] 對所述頻域回聲信號進行門限檢測，篩選出過第一門限值的N1個頻點 , = !>?，WW']，具體包括：
[0043] 求取所述頻域回聲信號的包銘 式中，yi(?)與％(ω) 為頻域回波信號y(?)的實部與虛部；
[0044] 篩選出滿足A ( ω ) > σ時ω的N1個取值，作為過第一門限值的N i個頻點 M7 = [_ ?,]