[發明專利]一種水聽器陣列數據遠場信號分離方法及裝置

有效

• 申請號: 202210444944.2
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114636971B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 朱兆林;任浩然;陶柳蓉;程明鑫;江金生
• 申請（專利權）人: 海南浙江大學研究院;浙江大學
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15
• 代理公司: 杭州寒武紀知識產權代理有限公司 33271
• 代理人: 潘理華

1.一種水聽器陣列數據遠場信號分離方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取水聽器陣列數據；

對所述水聽器陣列數據進行傅里葉變換，得到空間頻率域數據；

對所述空間頻率域數據進行傾斜疊加，得到頻率域平面波數據；

對所述頻率域平面波數據進行反傅里葉變換，得到線性振幅增強的平面波域陣列數據；

根據所述平面波域陣列數據，生成目標遠場信號數據；

其中，所述對所述水聽器陣列數據進行傅里葉變換，得到空間頻率域數據，包括：

獲取預設相對振幅；

根據所述相對振幅對所述水聽器陣列數據進行數據切除得到新的陣列數據；

通過時間方向的傅里葉變換把所述新的陣列數據變換到空間頻率域，得到空間頻率域數據；

其中，所述對所述空間頻率域數據進行傾斜疊加，得到頻率域平面波數據，包括：

基于誤差函數對所述空間頻率域數據進行傾斜疊加，得到頻率域平面波數據；

所述根據所述平面波域陣列數據，生成目標遠場信號數據，包括：

對所述平面波域陣列數據進行奇異值分解，得到所述平面波域陣列數據的特征子空間數據；

對所述特征子空間數據進行傾斜疊加反變換，得到初始遠場信號數據；

獲取所述初始遠場信號數據對應的梯度張量；

根據所述梯度張量確定所述初始遠場信號數據對應的結構張量；

根據所述結構張量對所述初始遠場信號數據進行各向異性擴散，得到目標遠場信號數據。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述特征子空間數據進行傾斜疊加反變換，得到初始遠場信號數據，包括：

對所述特征子空間數據在時間方向做一維傅里葉變換，得到頻率域特征子空間數據；

對所述頻率域特征子空間數據進行傾斜疊加反變換，得到空間頻率域場數據分量；

對所述空間頻率域場數據分量的頻率方向做一維反傅里葉變換，得到初始遠場信號數據。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據所述結構張量對所述初始遠場信號數據進行各向異性擴散，得到目標遠場信號數據，包括：

根據所述結構張量的特征向量和特征值構造擴散張量；

基于所述擴散張量生成各向異性擴散函數；

利用所述各向異性擴散函數對所述初始遠場信號數據進行各向異性擴散，得到目標遠場信號數據。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

根據所述水聽器陣列數據和所述遠場信號數據，得到近場信號數據。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據所述水聽器陣列數據和所述遠場信號數據，得到近場信號數據，包括：

獲取所述水聽器陣列數據與所述遠場信號數據的差值；

對所述差值進行隨機噪音衰減，得到近場信號數據。

6.一種水聽器陣列數據遠場信號分離裝置，其特征在于，所述裝置包括：

獲取單元，用于獲取水聽器陣列數據；

第一處理單元，用于對所述水聽器陣列數據進行傅里葉變換，得到空間頻率域數據；

第二處理單元，用于對所述空間頻率域數據進行傾斜疊加，得到頻率域平面波數據；

第三處理單元，用于對所述頻率域平面波數據進行反傅里葉變換，得到線性振幅增強的平面波域陣列數據；

第四處理單元，用于根據所述平面波域陣列數據，生成目標遠場信號數據；

其中，所述第一處理單元，具體用于：

獲取預設相對振幅；

根據所述相對振幅對所述水聽器陣列數據進行數據切除得到新的陣列數據；

通過時間方向的傅里葉變換把所述新的陣列數據變換到空間頻率域，得到空間頻率域數據；

其中，所述第二處理單元，具體用于：

基于誤差函數對所述空間頻率域數據進行傾斜疊加，得到頻率域平面波數據；

所述第四處理單元，具體用于：

對所述平面波域陣列數據進行奇異值分解，得到所述平面波域陣列數據的特征子空間數據；

對所述特征子空間數據進行傾斜疊加反變換，得到初始遠場信號數據；

獲取所述初始遠場信號數據對應的梯度張量；

根據所述梯度張量確定所述初始遠場信號數據對應的結構張量；

根據所述結構張量對所述初始遠場信號數據進行各向異性擴散，得到目標遠場信號數據。