[发明专利]一种基于峰值判别的差分累加高分辨浅剖分层处理方法

说明书

本发明涉及一种基于峰值判别的差分累加高分辨浅剖分层方法，用于实时输出高分辨率的海底浅地层剖面图像。首先，将海底浅地层反向散射信号包络的三个相邻样本点依次两两做一阶差分运算，并将连续大于零的差分输出进行累加求和；其次，对相同的三个样本点做二阶差分运算，并判别若两个一阶差分运算结果若均小于零，则将二阶差分运算结果作为高分辨浅剖分层处理的输出，否则将一阶差分输出的累加和作为高分辨浅剖分层处理的输出，并重新进行一阶差分输出的累加运算。以此类推，逐点输出高分辨浅剖分层信号。该方法计算简单，利于工程实时实现，可有效提高海底浅地层剖面的分辨率和信噪比。

技术领域

本发明涉及一种基于峰值判别的差分累加高分辨浅剖分层处理方法，属数字信号处理领域，应用于海底浅地层回波信号处理可获得高分辨和高信噪比的海底浅地层剖面图像。

背景技术

大的穿透深度和高的探测分辨率是海底浅地层剖面探测领域难以调和的一对矛盾，大的穿透深度需要采用低频率的探测信号，而信号频率的降低直接制约探测分辨率的提高；而提高探测信号频率可以一定程度上提高探测分辨率，但高频信号声衰减严重，造成海底穿透深度极具下降。即便采用了调频信号和脉冲压缩技术，实际探测也受系统带宽的限制，探测分辨率也存在相应的限度，采用传统技术难以进一步得到提升。本发明提出一种基于峰值判别的差分累加高分辨浅剖分层处理方法，可在传统浅剖信号包络求解的基础上进行采用一阶、二阶两级差分运算，通过包络波峰判决，设计高分辨浅剖分层信号输出准则，实时实现高分辨浅剖分层信号输出，对连续探测周期的浅剖信号进行处理可获得高分辨、高信噪比的浅地层剖面图像。

发明内容

本发明的目的是实时实现一种基于峰值判别的差分累加高分辨浅剖分层处理方法，为高分辨海底浅地层剖面高分辨探测提供一种新的技术途径。

本发明的目的是这样实现的：一种基于峰值判别的差分累加高分辨浅剖分层处理方法，包括如下步骤：

S1、对海底浅地层反向散射信号包络的三个相邻样本点x(m)、x(m-1)和x(m-2)依次两两做一阶差分运算，得到一阶差分输出y₁(m)、y₁(m-1)；

S2、若y₁(m)大于0，则对y₁(m)进行累加，得到累加和

S3、对一阶差分继续做差分运算，得到二阶差分输出y₂(m)＝y₁(m)-y₁(m-1)；

S4、判决输出高分辨浅剖分层信号h(m)。若y₁(m-1)＞0且y₁(m)＜＝0，则判别为出现波峰，并初始化若y₁(m-1)＜0且y₁(m)＜＝0，h(m)＝y₂(m)。

S5、将海底浅地层反向散射信号包络样本向后滑动一个点，重复步骤S1至S4，，直至信号处理结束，对连续探测周期信号进行处理获得高分辨浅剖分层图像。

S1中所述的海底浅地层反向散射信号包络的三个相邻样本点x(m)、x(m-1)和x(m-2)依次两两做一阶差分运算得到的一阶差分输出y₁(m)、y₁(m-1)是按下面过程实现的：

y₁(m-1)＝x(m-1)-x(m-2)

y₁(m)＝x(m)-x(m-1)

S2中对y₁(m)进行累加，得到累加和是按下面过程实现的：

S3中的二阶差分输出y₂(m)是按下面过程实现的：