[發明專利]一種基于多分辨二分奇異值分解的自適應底混響抑制方法

有效

• 申請號: 202010052956.1
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN113138377B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 許楓;馬龍雙;劉佳
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S7/537
• 分類號: G01S7/537;G01S15/88
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

1.一種基于多分辨二分奇異值分解的自適應底混響抑制方法，所述方法包括：

獲取側掃聲納回波數據并進行預處理；

對預處理后的回波數據構造二階Hankel矩陣，對二階Hankel矩陣進行奇異值分解；

根據回波數據的相鄰數據段的能量梯度選取分解路徑方式；

根據分解路徑方式重構回波信號，對重構回波信號構造二階Hankel矩陣，對二階Hankel矩陣進行奇異值分解，根據分解路徑方式重構回波信號；繼續該過程直至滿足分解階數截止條件，輸出與底混響分離的重構回波信號；

所述對預處理后的回波數據構造二階Hankel矩陣，對二階Hankel矩陣進行奇異值分解；具體包括：

構造回波數據x(n),n＝1,2,…,N的2×(N-1)維Hankel矩陣H：

對H進行奇異值分解：

其中，U_2×2＝[u₁,u₂]為H的左奇異矩陣，V_(N-1)×(N-1)＝[v₁,v₂,…v_N-1]為H的右奇異矩陣，矢量u_i、v_i分別為矩陣U_2×2和V_(N-1)×(N-1)的第i個列向量；S₀＝[diag(σ_a0,σ_d0)]為對角陣，0_2×(N-3)為2×(N-3)維零矩陣；σ_a0為大奇異值，它所重構的信號為SVD近似信號，記為A₁；σ_d0為小奇異值，它所重構的信號為SVD細節信號，記為D₁；

所述根據回波數據的相鄰數據段的能量梯度選取分解路徑方式；具體包括：

將x(n),n＝1,2,…,N分段，數據段長度為發射脈沖寬度的兩倍，且相鄰數據段1/2重疊；

計算每段數據的信號能量，進而計算相鄰數據段的能量梯度；

根據相鄰數據段的能量梯度選取分解路徑：

若存在明顯突變，即在某幾個位置存在相鄰正負凸起，則選取路徑1進行奇異值分解，否則選取路徑2進行奇異值分解；

所述路徑1是對回波數據進行處理，通過逐級對近似信號的Hankel矩陣進行奇異值分解，并選取大奇異值重構回波信號；所述路徑2是對回波數據進行處理，通過逐級對細節信號的Hankel矩陣進行奇異值分解，并選取小奇異值重構回波信號。

2.根據權利要求1所述的基于多分辨二分奇異值分解的自適應底混響抑制方法，其特征在于，所述預處理包括：斜距校正和灰度校正。