一种水下宽带数字信号处理系统的实现

实现了一种水下宽带数字信号处理系统 ,该系统主要包括以 TMS3 2 0 C3 1为核心的 AD采集模块和以 TMS3 2 0 C80为核心的信号处理模块。AD采集模块进行多路宽带信号的同步采集 ,并进行系统的控制与管理 ,信号处理模块实现宽带信号的检测、参量估计等各种算法的流水线处理或并行处理。该系统的峰值处理速度可达每秒 40亿次操作 。

水下图像处理技术研究综述

随着自主式水下机器人的发展,水下探测技术成为新的研究热点。然而,吸收效应和散射效应导致水下获取的图像存在雾化和色彩偏差等缺陷。降质的水下图像在一定程度上降低了水下目标识别的准确性。为了改善水下图像质量,国内外学者对水下图像处理方法进行了深入研究。因水下图像处理方法对提升水下目标识别准确性具有良好的促进作用,故其具有重要的研究与分析价值。介绍了水下成像模型,分析了水下图像视觉质量下降的原理;根据水下物理成像模型将水下图像处理方法分为水下图像增强与水下图像复原,并分别对两类方法的研究现状进行分析与归纳;最后,总结与讨论了各类方法的优缺点,并展望了未来的发展方向。

一种基于Wavelet-Radon变换的宽带双曲调频信号检测方法

动物回声定位所用超声波具有双曲调频的形式,充分利用仿生信号的特性可以提高水下信号处理系统的性能。阐述了宽带仿生信号的时间-尺度特性,针对直线形式的回波小波峰脊,将宽带目标回波检测问题转化为小波变换2D平面上的直线检测问题,提出了一种基于Wavelet-Radon变换的宽带仿生信号检测方法,并进行了仿真验证。结果表明,该检测方法充分利用了宽带仿生信号的特性,同时也验证了选择宽带双曲调频信号作为发射信号的合理性。

水下目标应答技术的研究

本文提出了一种利用大动态范围脉冲幅度自动增益控制技术和数字波形存储技术,实现水下目标信号存储和目标回波波形模拟的方法。利用该方法设计的声呐目标应答器,经多次湖试和海试验证,技术方案可行,并取得了满意的波形模拟效果。文中主要介绍了目标信号存储与回波波形模拟的基本原理、海试结果及性能分析等。

窄带细化Wigner-Ville分布分析的快速实现方法

水下目标辐射线谱噪声的多普勒信息可用于估计目标上的噪声源参数。由于噪声源的低频和低速特性,其多普勒频移变化微弱,需要在选定窄带内进行高分辨率时频分析。Wigner-Ville分布(WVD)具有良好的时频聚焦性能,但是当频率分辨率要求较高时,其计算量和存储空间长度也大幅增加。该文提出一种选带细化WVD的快速数值计算方法。该方法对线性调频Z变换(CZT)进行改进并与WVD相结合,可以大幅提高选定窄带内高分辨率WVD时频分析的计算效率。数值仿真和海试数据验证了方法的有效性。

利用小波互谱的体目标识别研究

阐述了双通道小波变换的互谱理论 ,给出了目标回波模型 ,利用体目标回波的亮点结构 ,采用阵列信号处理中的两阵元模型 ,对尺度目标作了识别 ,并给出了仿真结果与分析。

具有良好宽容性的逆波束形成干扰抑制算法研究

在阵列信号处理中,逆波束形成干扰抑制算法利用干扰的方位信息估计干扰信号从而进行干扰抑制,但在复杂海洋环境中阵列接收的干扰信号往往存在相位随机扰动,此方法估计的干扰信号与实际干扰信号有较大偏差,造成干扰抑制效果不理想。为适应干扰相位的随机扰动,具有良好宽容性的逆波束形成干扰抑制算法充分考虑随机扰动的存在,利用干扰重建矩阵估计干扰信号,此时估计干扰信号更接近实际干扰信号,保证干扰抑制有较好的结果。该文算法充分考虑了复杂海洋环境中干扰信号的相位扰动,可以获得较好的干扰抑制效果,提高了算法的宽容性。理论分析、计算机仿真结果均表明该文算法的有效性。