本申請(qǐng)涉及信號(hào)與信息處理領(lǐng)域，特別是涉及聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法、裝置和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著深海探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，聲吶系統(tǒng)在海洋研究、資源勘探以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。聲吶系統(tǒng)通過(guò)發(fā)射聲波并接收其回波，能夠有效探測(cè)水下物體、測(cè)量水深和地形等信息。然而，隨著海洋探測(cè)深度的不斷增加，信號(hào)的獲取、處理、壓縮、存儲(chǔ)面臨著一系列挑戰(zhàn)。

2、傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案在處理深海探測(cè)產(chǎn)生的高通量數(shù)據(jù)時(shí)，往往無(wú)法滿足實(shí)時(shí)傳輸和高效存儲(chǔ)的需求。由于深海探測(cè)聲吶回波信號(hào)具有高維特性和多樣性，簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)方式不僅占用大量存儲(chǔ)空間，還可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余。此外，在高幀率、多波束、深海聲吶回波信號(hào)實(shí)時(shí)仿真成像這一特定場(chǎng)景下，深海環(huán)境中的背景噪聲和海底混響等干擾因素增加了信號(hào)處理的復(fù)雜性，并且信號(hào)處理需滿足高實(shí)時(shí)性要求（30fps，單幀數(shù)據(jù)壓縮時(shí)間要求在30ms以內(nèi)），而傳統(tǒng)的壓縮編碼算法中單幀信號(hào)的壓縮時(shí)間較長(zhǎng)，往往無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)理想的壓縮效率與恢復(fù)質(zhì)量。

3、目前針對(duì)相關(guān)技術(shù)在深海探測(cè)場(chǎng)景下如何解決高通量聲吶回波信號(hào)數(shù)據(jù)量大、存儲(chǔ)效率低的問(wèn)題，尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法、裝置、系統(tǒng)、電子裝置和存儲(chǔ)介質(zhì)，以至少解決相關(guān)技術(shù)中在深海探測(cè)場(chǎng)景下如何解決高通量聲吶回波信號(hào)數(shù)據(jù)量大、存儲(chǔ)效率低的問(wèn)題。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法，包括：

3、獲取多個(gè)所述聲納回波信號(hào)，將每一所述聲納回波信號(hào)劃分為多個(gè)信號(hào)子域；

4、提取每一所述信號(hào)子域中的有效數(shù)據(jù)密度值，基于所述有效數(shù)據(jù)密度值，從多個(gè)所述聲納回波信號(hào)中確定待壓縮信號(hào)；

5、將所述待壓縮信號(hào)劃分為多個(gè)信號(hào)子塊；確定多個(gè)所述信號(hào)子塊中的目標(biāo)子塊，以及多個(gè)所述信號(hào)子塊中與所述目標(biāo)子塊相鄰的相鄰子塊；

6、根據(jù)所述相鄰子塊對(duì)所述目標(biāo)子塊所在的點(diǎn)位信號(hào)進(jìn)行預(yù)測(cè)處理，得到預(yù)測(cè)塊；基于所述目標(biāo)子塊和所述預(yù)測(cè)塊，確定殘差塊數(shù)據(jù)；

7、根據(jù)所述殘差塊數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)子塊，生成壓縮數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)。

8、在其中一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述殘差塊數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)子塊，生成壓縮數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)，包括：

9、對(duì)所述殘差塊數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域轉(zhuǎn)換處理，得到殘差頻率數(shù)據(jù)；

10、基于預(yù)設(shè)的頻率閾值，從所述殘差頻率數(shù)據(jù)中確定低頻數(shù)據(jù)；根據(jù)所述低頻數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)子塊，生成所述壓縮數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。

11、在其中一些實(shí)施例中，所述基于預(yù)設(shè)的頻率閾值，從所述殘差頻率數(shù)據(jù)中確定低頻數(shù)據(jù)，包括：

12、基于所述頻率閾值和所述殘差頻率數(shù)據(jù)的比較結(jié)果，確定高頻數(shù)據(jù)；

13、基于頻率篩選規(guī)則，從所述殘差頻率數(shù)據(jù)中去除所述高頻數(shù)據(jù)，得到所述低頻數(shù)據(jù)。

14、在其中一些實(shí)施例中，所述提取每一所述信號(hào)子域中的有效數(shù)據(jù)密度值，基于所述有效數(shù)據(jù)密度值，從多個(gè)所述聲納回波信號(hào)中確定待壓縮信號(hào)，包括：

15、基于每一所述聲納回波信號(hào)的數(shù)據(jù)值，確定每一所述信號(hào)子域的所述有效數(shù)據(jù)密度值；

16、基于所述有效數(shù)據(jù)密度值，確定各所述聲納回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的信號(hào)質(zhì)量參數(shù)和有效數(shù)據(jù)分布區(qū)域集合；

17、基于所述信號(hào)質(zhì)量參數(shù)和所述有效數(shù)據(jù)分布區(qū)域集合，從多個(gè)所述聲納回波信號(hào)中確定所述待壓縮信號(hào)。

18、在其中一些實(shí)施例中，所述每一基于所述聲納回波信號(hào)的數(shù)據(jù)值，確定每一所述信號(hào)子域的所述有效數(shù)據(jù)密度值，包括：

19、基于每一所述聲納回波信號(hào)的數(shù)據(jù)值和預(yù)設(shè)的有效數(shù)據(jù)閾值的比較結(jié)果，確定各個(gè)所述信號(hào)子域的所述有效數(shù)據(jù)密度值。

20、在其中一些實(shí)施例中，所述基于所述有效數(shù)據(jù)密度值，確定各所述聲納回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的信號(hào)質(zhì)量參數(shù)和有效數(shù)據(jù)分布區(qū)域集合，包括：

21、基于各個(gè)所述聲納回波信號(hào)的數(shù)據(jù)值，得到信號(hào)平均數(shù)據(jù)值；

22、基于所述有效數(shù)據(jù)密度值和所述信號(hào)平均數(shù)據(jù)值，獲取所述信號(hào)質(zhì)量參數(shù)，并獲取所述有效數(shù)據(jù)分布區(qū)域集合。

23、在其中一些實(shí)施例中，所述基于所述信號(hào)質(zhì)量參數(shù)和所述有效數(shù)據(jù)分布區(qū)域集合，從多個(gè)所述聲納回波信號(hào)中確定所述待壓縮信號(hào)，包括：

24、基于所述信號(hào)質(zhì)量參數(shù)和所述有效數(shù)據(jù)分布區(qū)域集合，計(jì)算每?jī)蓚€(gè)所述聲納回波信號(hào)的相似值；

25、基于所述相似值與預(yù)設(shè)相似閾值的比較結(jié)果，確定所述待壓縮信號(hào)。

26、在其中一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述相鄰子塊對(duì)所述目標(biāo)子塊所在的點(diǎn)位信號(hào)進(jìn)行預(yù)測(cè)處理，得到預(yù)測(cè)塊，包括：

27、獲取所述相鄰子塊與所述目標(biāo)子塊間的方向性特征；

28、基于所述方向性特征，對(duì)所述目標(biāo)子塊所在的點(diǎn)位信號(hào)進(jìn)行預(yù)測(cè)處理，獲取與所述目標(biāo)子塊對(duì)應(yīng)的所述預(yù)測(cè)塊。

29、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)裝置，包括：

30、篩選信號(hào)模塊，用于獲取多個(gè)所述聲納回波信號(hào)，將每一所述聲納回波信號(hào)劃分為多個(gè)信號(hào)子域；

31、所述篩選信號(hào)模塊還用于提取每一所述信號(hào)子域中的有效數(shù)據(jù)密度值，基于所述有效數(shù)據(jù)密度值，從多個(gè)所述聲納回波信號(hào)中確定待壓縮信號(hào)；

32、壓縮模塊，用于將所述待壓縮信號(hào)劃分為多個(gè)信號(hào)子塊；確定多個(gè)所述信號(hào)子塊中的目標(biāo)子塊，以及多個(gè)所述信號(hào)子塊中與所述目標(biāo)子塊相鄰的相鄰子塊；

33、所述壓縮模塊還用于根據(jù)所述相鄰子塊對(duì)所述目標(biāo)子塊所在的點(diǎn)位信號(hào)進(jìn)行預(yù)測(cè)處理，得到預(yù)測(cè)塊；基于所述目標(biāo)子塊和所述預(yù)測(cè)塊，確定殘差塊數(shù)據(jù)；

34、存儲(chǔ)模塊，用于根據(jù)所述殘差塊數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)子塊，生成壓縮數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)。

35、第三方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面所述的聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法。

36、相比于相關(guān)技術(shù)，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法，通過(guò)有效數(shù)據(jù)密度值評(píng)估、信號(hào)質(zhì)量參數(shù)確定、數(shù)據(jù)篩選、子塊劃分與預(yù)測(cè)壓縮等手段，解決了在深海探測(cè)場(chǎng)景下高通量聲吶回波信號(hào)數(shù)據(jù)量大、存儲(chǔ)效率低的問(wèn)題，提高了數(shù)據(jù)壓縮比率和存儲(chǔ)效率，同時(shí)保證了信號(hào)恢復(fù)質(zhì)量。

37、本申請(qǐng)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)在以下附圖和描述中提出，以使本申請(qǐng)的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)更加簡(jiǎn)明易懂。

技術(shù)特征：

1.一種聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述殘差塊數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)子塊，生成壓縮數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述基于預(yù)設(shè)的頻率閾值，從所述殘差頻率數(shù)據(jù)中確定低頻數(shù)據(jù)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述提取每一所述信號(hào)子域中的有效數(shù)據(jù)密度值，基于所述有效數(shù)據(jù)密度值，從多個(gè)所述聲納回波信號(hào)中確定待壓縮信號(hào)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述每一基于所述聲納回波信號(hào)的數(shù)據(jù)值，確定每一所述信號(hào)子域的所述有效數(shù)據(jù)密度值，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述基于所述有效數(shù)據(jù)密度值，確定各所述聲納回波信號(hào)對(duì)應(yīng)的信號(hào)質(zhì)量參數(shù)和有效數(shù)據(jù)分布區(qū)域集合，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述基于所述信號(hào)質(zhì)量參數(shù)和所述有效數(shù)據(jù)分布區(qū)域集合，從多個(gè)所述聲納回波信號(hào)中確定所述待壓縮信號(hào)，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述相鄰子塊對(duì)所述目標(biāo)子塊所在的點(diǎn)位信號(hào)進(jìn)行預(yù)測(cè)處理，得到預(yù)測(cè)塊，包括：

9.一種聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，包括：

10.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中，所述計(jì)算機(jī)程序被設(shè)置為運(yùn)行時(shí)執(zhí)行權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中任一項(xiàng)所述的聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種聲納回波信號(hào)存儲(chǔ)方法、裝置和存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，該方法包括：獲取多個(gè)聲納回波信號(hào)，將每一信號(hào)劃分為多個(gè)信號(hào)子域；提取各信號(hào)子域中的有效數(shù)據(jù)密度值，基于有效數(shù)據(jù)密度值，從多個(gè)信號(hào)中確定待壓縮信號(hào)；將待壓縮信號(hào)劃分為多個(gè)信號(hào)子塊；確定信號(hào)子塊中的目標(biāo)子塊，以及信號(hào)子塊中與目標(biāo)子塊相鄰的相鄰子塊；根據(jù)相鄰子塊對(duì)目標(biāo)子塊所在的點(diǎn)位信號(hào)進(jìn)行預(yù)測(cè)處理，得到預(yù)測(cè)塊；基于目標(biāo)子塊和預(yù)測(cè)塊，確定殘差塊數(shù)據(jù)；根據(jù)殘差塊數(shù)據(jù)和目標(biāo)子塊，生成壓縮數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)。通過(guò)本申請(qǐng)，解決了在深海探測(cè)場(chǎng)景下高通量聲吶回波信號(hào)數(shù)據(jù)量大、存儲(chǔ)效率低的問(wèn)題，提高了數(shù)據(jù)壓縮比率和存儲(chǔ)效率，同時(shí)保證了信號(hào)恢復(fù)質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：陳可,施鈞輝,張良,楊臻垚,郭汝乾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：之江實(shí)驗(yàn)室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30