[發明專利]基于譜線提取的多波束LOFAR處理方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202211459465.4
• 申請日: 2022-11-17
• 公開（公告）號: CN115980684A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 李彥楠;劉志鵬;王偉;王曉林;張國棟;王越
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 宋飛燕

本申請揭示了一種基于譜線提取的多波束LOFAR處理方法、裝置及存儲介質，上述方法包括：對均衡窄帶瞬時圖進行譜線提取；通過譜線提取的數據，計算獲得重構窄帶瞬時圖；以預設的方式對重構窄帶瞬時圖中相鄰的n波束進行合并而形成多個合并波束；發明提供的基于譜線提取的多波束LOFAR處理方法、裝置及存儲介質，通過背景均衡以及譜線提取使得線譜得到增強，噪聲得到抑制，線譜更為清晰；將相鄰的若干個波束進行合并削減了整體的顯示數量，跨多個波束的線譜信號合并后能得到進一步的能量加強；合并波束之間存在一定重疊時，縮減總波束數量且能解決合并波束之間不重疊時，跨合合并波束的線譜信號幅度無法得到能量加強的問題。

技術領域

本發明涉及聲納探測線譜檢測技術領域，特別涉及一種基于譜線提取的多波束LOFAR處理方法、裝置及存儲介質。

背景技術

低頻線譜分析歷程圖(LowFrequencyAnalysisAndRecording，LOFAR)為經典線譜檢測方法，通過對接收信號進行短時傅里葉變換(簡記為STFT)得到。在聲吶信號處理中，LOFAR圖是一個“頻率×時間”的二維圖像，亮度表示幅度。由于同一窄帶信號在相鄰時刻的頻率變化不會很大，由對應同一窄帶信號的多個時刻的亮點就形成了一條清晰的亮線(即譜線)。LOFAR處理利用低頻線譜的時間累積性來檢測線譜，即通過人眼的視覺累積效應由LOFAR圖發現連續的線譜譜線。

在聲納設備中，為有效探測可觀測范圍內所有方位的窄帶目標。窄帶LOFAR畫面采用多波束顯示。即在可觀測范圍等余弦值劃分多個波束，同時顯示這些波束的“頻率×時間”的LOFAR圖，構成方位×頻率×時間的多波束LOFAR圖。由于畫面像素點限制，多波束LOFAR劃分的波束個數不能像窄帶瞬時圖“頻率×方位”一樣多。需要采用窄帶瞬時圖先進行按1/n比例減少波束個數，再進行數據時間累積處理得到多波束LOFAR圖。傳統減少波束個數的方法一般采取抽取、選大處理，會導致目標分辨力嚴重下降，寬帶噪聲掩蓋線譜的現象。

發明內容

本發明的主要目的為提供一種基于譜線提取的多波束LOFAR處理方法、裝置及存儲介質，旨在解決聲納探測線譜檢測中，多波束LOFAR處理目標分辨力不足，寬帶噪聲掩蓋線譜的問題。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于譜線提取的多波束LOFAR處理方法，包括：

步驟1：獲取窄帶瞬時圖數據；

步驟2：對窄帶瞬時圖數據進行背景均衡，獲均衡窄帶瞬時圖數據；

步驟3：對均衡窄帶瞬時圖進行譜線提取；

步驟4：通過譜線提取的數據，計算獲得重構窄帶瞬時圖；

步驟5：以預設的方式對重構窄帶瞬時圖中相鄰的n波束進行合并而形成多個合并波束，其中，2≤n≤5，且相鄰的兩個所述合并波束至多包含一個重復的波束。

進一步地，所述步驟5中，對重構窄帶瞬時圖中相鄰的n波合并的方式為：

其中，BeamNum2為合并波束的總數量，2≤n≤5。

進一步地，所述步驟3包括：

步驟3.1：提取尖峰點；

步驟3.2：對所述尖峰點進行信噪比門限篩選，若通過，則判定為真實尖峰點。

進一步地，所述步驟3.2中，信噪比門限篩選方法為：

判斷(Y1(i,j)-E(i,j))/E(i,j)是否大于T₀，其中，Y1(i,j)為尖峰點，E(i,j)為尖峰點的背景估計值，T₀為信噪比門限。

進一步地，所述步驟3.2之后還包括步驟3.3：