[发明专利]一种适用于不同采样频率的声纳听测信号重构方法

说明书

本发明公开了一种适用于不同采样频率的声纳听测信号重构方法,根据原始听测信号的采样频率fs₁和音频转换模块的采样频率fs₂，确定重构后的信号m₁点对应原始听测信号中最近的点n₁，利用一个低通滤波器，通过多个加权sinc函数移位后的和将声纳听测信号重建出适配于音频转换模块采样频率的信号。本发明解决了声纳听测信号采样频率和音频转换模块采样频率失配的问题，该方法免去了升采样和降采样操作，计算量小。

技术领域：

本发明涉及声纳阵列信号处理中的听测领域，具体涉及一种适用于不同采样频率的声纳听测信号重构方法。

背景技术：

声纳听测是一种利用人耳进行听音识别的人工识别方法，也是声纳员早期侦测目标的方式，经过数十年的实战应用，该方法已经被证明是一种行之有效的对水下目标进行判别的方式。声纳的听测信号经过一个带通滤波器，滤波器的带通操作员可选择。声纳提供的听测信号通过网络传送给音频转换模块，音频转换模块通过数-模转换将数字信号转换为模拟信号，经模拟滤波和功率放大送扬声器或耳机实现听测。

在实际工程应用中，音频转换模块的采样频率在设计之初就已经确定了且只有一个，而不同声纳的采样频率可能不相同。当音频转换模块应用于不同声纳时会造成采用频率的失配，从而影响听测效果，因此需要对声纳听测信号进行重构。传统的信号重构方法是先确定音频转换模块采样频率和声纳听测信号采样频率的最小公倍数采样频率，然后对听测信号进行升采样处理到最小公倍数采样频率，然后再降采样至音频转换模块的采样频率。该方法主要通过升降采样完成信号的重构，这种重构方法存在以下缺陷：当音频转换模块的采样频率和听测信号的采样频率的最小公倍数非常大时，升采样和降采样操作的计算量将急剧增加。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种适用于不同采样频率的声纳听测信号重构方法，以解决现有技术的不足，利用一个低通滤波器，通过多个加权sinc函数移位后的和将声纳听测信号重建出适配于音频转换模块采样频率的信号，解决了声纳听测信号采样频率和音频转换模块采样频率失配的问题，该方法免去了升采样和降采样操作，计算量小。

本发明的技术解决方案是，提供一种适用于不同采样频率的声纳听测信号重构方法,所述方法如下，

假设声纳提供的原始听测信号采样频率为fs₁，数据序列为x(n)，其中n表示序列数据长度，n＝0,1,...,N-1；音频转换模块的采样频率为fs₂，重构后信号为y(m)，其中m＝0,1,...,M-1，

设置一低通滤波器，其抽样响应为

其中k为滤波器长度；

听测信号通过该滤波器，得到重构后的新信号，即

上式即改变采样频率后由原收听信号重构新信号的公式。该公式一插值公式，插值函数为sinc，通过k个加权sinc函数移位后的和重新构建新的信号。

作为优选，包括以下步骤，

(1)根据原始听测信号的采样频率fs₁和音频转换模块的采样频率fs₂，确定重构后的信号m₁点对应原始听测信号中最近的点n₁，其中[]为取整运算；

(2)确定滤波器的长度k，构造滤波器

(3)原始听测信号经过该滤波器后得到第m₁点的输出结果，即

(4)重复步骤(1)到(3)，完成信号的重构。