CN103323831B - 一种基于czt变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法 - Google Patents
一种基于czt变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103323831B CN103323831B CN201310213443.4A CN201310213443A CN103323831B CN 103323831 B CN103323831 B CN 103323831B CN 201310213443 A CN201310213443 A CN 201310213443A CN 103323831 B CN103323831 B CN 103323831B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mrow
- msub
- mtd
- mfrac
- mtr
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 74
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000013138 pruning Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法,包括以下步骤:分别计算每个换能器接收到的声波中,与载波频率fk对应的第k个DFT变换系数;利用所得变换系数,构建矩阵C;对应方位角方向,对矩阵C的每一列,进行一维离散卷积运算,得到P×N的矩阵MD;对应仰视角方向,对矩阵MD的每一行,进行一维离散卷积运算,得到P×Q的矩阵ME;利用矩阵ME,构建矩阵MF;计算矩阵MF中每个元素的模,得到三维摄像声纳波束。本发明在FFT运算过程中识别和去除不必要的运算操作,有效降低了三维摄像声纳波束形成方法所需的运算量。
Description
技术领域
本发明涉及相控阵三维摄像声纳技术领域,具体涉及一种基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法。
背景技术
相控阵三维摄像声纳***包含几千个接收换能器,这些换能器组成二维面阵,利用二维面阵接收到的声音信号以及波束形成算法生成的上万个波束信号,获得三维摄像声纳***的图像。
为了获得较高的距离分辨率和图像刷新率,相控阵三维摄像声纳***必须具备强大的实时波束形成处理能力,这对水下信号处理机的实时运算性能、功耗和体积等都提出了非常高的要求,实时声纳波束形成算法所需要的巨大运算量是相控阵三维摄像声纳***应用推广的重要瓶颈之一。
申请公开号为CN 101630008 A的发明专利文献公开了一种基于FPGA和稀疏换能器面阵的波束形成器,包括用于对海底声纳回波信号进行转换,并将声纳回波信号转换为微弱的电信号的稀疏换能器平面阵,用于对微弱的电信号进行固定增益放大、时变增益控制和带通滤波等信号调理的模拟调理电路,用于对信号调理后的模拟电信号进行同步采样,并将其转化为数字信号的模数转换芯片和进行波束形成计算的FPGA芯片;其中FPGA芯片分别对模数转换芯片的所有采样通道用L点离散傅立叶变换求得SM,N(L),再对离散傅立叶变换结果SM,N(L)进行乘累加运算。
基于Chirp Zeta变换(Chirp Zeta Transform,CZT)的波束形成算法是一种利用Chirp Zeta变换的频域波束形成算法,在具体的Chirp Zeta变换运算过程中,基于Chirp Zeta变换的波束形成算法能够使用快速傅里叶变换实现算法的加速,因而相对于传统的时域延时-相加波束形成算法和频域相移波束形成算法具有更高的运算效率。基于Chirp Zeta变换的频域波束形成算法同样能够被用于三维摄像声纳***中的二维均匀矩形阵列中。
相控阵三维摄像声纳***中的M×N换能器阵列如图1所示,换能器阵列位于xoy平面,u为波束方向角,定义θa和θe分别为u对应方位的方位角和仰视角,其具体定义如图1所示。
在图1所示的二维方位定义下,波束方向的单位向量u可以表示为
以p和q(1≤p≤P;1≤q≤Q)分别表示方位角索引号和仰视角索引号;θap和θeq分别为第(p,q)号波束方向对应的方位角和仰视角。
远场条件下,波束信号b(t,θap,θeq)的频域表达式B(k,θap,θeq)可以表示为:
其中,k为DFT变换的频率索引号;wm,n为第(m,n)个换能器的权重;Sm,n(k)为第(m,n)号换能器采集信号的长度为K的DFT系数;fk为第k个DFT谱线对应的信号频率,即fk=k fs/K(fs为采样频率),k=0,1,...,K-1;d为换能器的水平间距(或垂直间距),c为声速。
对于相控阵三维摄像声纳***中的二维均匀矩形面阵,基于ChirpZeta变换的波束形成算法表达式为
其中,
这两式中,θai和θaf分别表示波束扫描范围的起始方位角和终止方位角,θei和θef分别表示波束扫描范围的起始仰视角和终止仰视角,P为波束扫描范围内的方向角数目,Q为波束扫描范围内的仰视角数目。
θap和θeq的取值由下式决定:
sinθap=sinθai+Δsa(p-1),p=1,...,P
sinθeq=sinθei+Δse(q-1),q=1,...,Q
定义两个M×N矩阵E(k)和矩阵D,矩阵E(k)中的每个元素为:
矩阵D中的每个元素为:
B(k,θap,θeq)可以利用矩阵E(k)和矩阵D的二维离散卷积运算实现,因此,能够借助于二维FFT算法降低运算量,相对其他常规的波束形成方法具有明显的优势。
***基FFT算法是一种计算DFT变换的快速算法,相对于其他固定基FFT算法(Fixed radix FFT),***基FFT算法具有最小的运算量。
对于一个长度为NT的一维序列(NT为2的r次幂),其按时间抽取基-2/4类型的***基FFT算法可以描述为:
其中,
因此,一个长度为NT的DFT运算可以被分解为一个长度为NT/2的DFT运算和两个长度为NT/4的DFT运算,这一分解过程逐级进行,完成整个DFT运算。
此外,在实际应用中,为了进一步提高FFT运算的算法效率,可以根据实际所需的输入数据和输出数据对FFT运算过程进行优化,去除多余的数据路径和相应的运算操作,从而进一步提高FFT的运算效率,这种去除FFT过程中多余运算的技术就是剪除FFT技术。
在三维摄像声纳***中,基于二维Chirp Zeta变换的波束形成算法在利用二维FFT运算矩阵的二维卷积时,需要对矩阵进行补0扩展。例如,对于一个64×64的均匀矩形换能器阵列,当需要运算80×80个波束信号时,至少需要将64×64矩阵C(k)扩展成大小为(64+80-1)×(64+80-1)的矩阵。
考虑到FFT具体实现时,通常要求FFT的长度为2的整数次幂,因此,应该选择将C(k)补0扩展为256×256的矩阵,然后再运算经过扩展后的矩阵C(k)的二维FFT,此时,FFT运算的输入数据中很大一部分数据为0;同时,由于真正需要的二维卷积输出数据只有80×80个,卷积运算所需的IFFT(或FFT)也只需要运算部分结果。
如果能够根据实际所需的输入数据和输出数据对FFT进行优化,去除多余的数据路径和运算操作,可以进一步提高FFT的运算效率,从而减少实时波束形成算法所需的运算量。
发明内容
本发明提供了一种基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法,该方法依次对方位角方向和仰视角方向进行一维离散卷积运算,并且一维离散卷积运算通过一种剪除的***基FFT方法实现,在FFT运算过程中识别和去除不必要的运算操作,有效降低了三维摄像声纳波束形成方法所需的运算量。
一种基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法,包括以下步骤:
(1)分别计算每个换能器接收到的声波中,与载波频率fk对应的第k个DFT变换系数Sm,n(k),得到M×N个Sm,n(k);
其中,m为换能器的水平索引号,m=1,2,...,M;n为换能器的垂直索引号,n=1,2,...,N;k=0,1,...,K-1,K为DFT变换的长度。
三维摄像声纳***中的换能器也称水听器,用于将接收到的声波信号转换为电信号,M和N分别为换能器阵列的列数和行数;M×N个换能器在水平和垂直方向上都以相同的间距均匀排列,且水平间距与垂直间距等。
(2)利用M×N个Sm,n(k),构建矩阵C,矩阵C中的每个元素为:
其中,
其中,wm,n表示每个换能器的权重;j为虚数单位;fk为载波频率;d为换能器的水平间距(由于换能器的水平间距与垂直间距相等,所以此处也可以为垂直间距);c为水下声速;θai表示声纳***波束扫描范围的起始方位角;θaf表示声纳***波束扫描范围的终止方位角;P为波束扫描范围内的方位角数目;θei表示声纳***波束扫描范围的起始仰视角;θef表示声纳***波束扫描范围的终止仰视角;Q为波束扫描范围内的仰视角数目。
(3)对应方位角方向,对矩阵C的每一列,进行一维离散卷积运算,保留一维离散卷积运算中的P个结果,得到P×N的矩阵MD。
所述的一维离散卷积运算的公式如下:
其中,p的取值范围为1~P。
为了提高一维离散卷积的运算效率,优选地,利用下述方法获得一维离散卷积运算的P个结果,具体包括以下步骤:
3-1、利用下式定义序列h1[l],计算序列h1[l]的离散傅里叶变换结果H[l'];
其中,NT在满足NT≥(P+M-1)的同时,为2的最小整数次幂;
3-2、针对矩阵C中的第n列,利用下式定义序列ge[l],利用***基FFT算法,计算序列ge[l]的离散傅里叶变换结果Ge[l'];
其中,C(l,n)为矩阵C中第l行第n列的元素;
3-3、运算H[l']和Ge[l']的点积,并对点积做逆FFT变换,保留逆FFT变换中的第M~(P+M-1)个数据结果,即得到一维离散卷积运算中的P个结果。
由于ge[l]中仅有前M个元素为非0元素,因此,采用***基FFT的剪除算法,识别和去除不需要的运算操作,可以提高运算效率。
(4)对应仰视角方向,对矩阵MD的每一行,进行一维离散卷积运算,保留一维离散卷积运算中的Q个结果,得到P×Q的矩阵ME。
所述步骤(4)中的一维离散卷积运算的公式如下:
其中,q的取值范围为1~Q。
为了提高一维离散卷积的运算效率,优选地,利用下述方法获得一维离散卷积运算的Q个结果,具体包括以下步骤:
4-1、利用下式定义序列h'1[l],计算序列h'1[l]的离散傅里叶变换结果H'1[l'];
其中,N’T在满足N’T≥(Q+N-1)的同时,为2的最小整数次幂;
4-2、针对矩阵MD中的第p行,利用下式定义序列g'e[l],利用***基FFT算法,计算序列g'e[l]的离散傅里叶变换结果G'e[l'];
其中,MD(p,l)对应矩阵MD中第p行第l列的元素;
4-3、运算H'1[l']]和G'e[l']的点积,并对点积做逆FFT变换,保留逆FFT变换中的第N~(Q+N-1)个数据结果,即得到一维离散卷积运算中的Q个结果。
步骤3-2、步骤4-2中的FFT变换,以及步骤3-2、步骤4-2中对点积结果做的逆FFT变换(即IFFT),都通过***基FFT运算实现,且在运算过程中采用针对***基FFT的剪除算法,识别和去除不需要的运算操作,提高了运算效率。
步骤3-1和步骤4-1都通过离线运算完成,事先存储在三维摄像声纳***信号处理机的存储器内,步骤3-2、步骤3-3以及步骤4-2、步骤4-3在信号处理机中实时在线进行运算。
所述FFT变换和逆FFT变换均通过***基FFT运算实现,且对于每个***基FFT运算,均根据具体的有效数据输入或输出特性,建立相应的剪除矩阵,所述剪除矩阵中的每个元素与***基FFT运算过程中的一个数据节点相对应,仅计算剪除矩阵中取值不为0的元素对应的数据节点。
根据***基FFT运算的具体输入和输出分布特性,对***基FFT运算流程的所有数据节点,建立精确的剪除矩阵Dpr(该剪除矩阵可以人为设定,也可以依据一定的方法计算得到),然后,在***基FFT的实时运算中,利用Dpr识别和去除不需要的运算操作。
在剪除矩阵Dpr中,每个元素与***基FFT运算流程的一个数据节点相对应;取值不为0(例如取值为1)的元素对应的数据节点为有效节点,运算流程中需要进行该数据节点的运算;取值为0的元素对应的数据节点为无效节点,对应的运算可以直接略去;在有效节点的运算过程中,还利用Dpr中的相关元素,对该有效节点的运算过程进行合理的简化。
(5)构建矩阵MF,矩阵MF中的每个元素为:
其中,ME(p,q)对应矩阵ME中第p行第q列的元素。
(6)计算矩阵MF中每个元素的模,得到声纳获取的各个方向上的波束强度,即得到三维摄像声纳波束。
矩阵MF中的每个元素的模表明了一个波束方向上的波束强度,因此,可以直接用于相控阵三维摄像声纳***的图像显示与处理。
由每个元素对应的方位角和仰视角,以及该元素对应的波束强度,可以得到某一方向上的波束的强度信息,将所有元素对应的方向与波束强度进行合成,即可得到三维摄像声纳波束。
本发明基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换(Pruned Split-radixFast Fourier Transform)的三维摄像声纳波束形成方法,依次对方位角方向和仰视角方向进行一维离散卷积运算,并且一维离散卷积运算通过一种剪除的***基FFT方法实现,在FFT运算过程中识别和去除不必要的运算操作,有效降低了三维摄像声纳波束形成方法所需的运算量。
附图说明
图1为本发明中的M×N二维换能器阵列及方位定义示意图;
图2为本发明基于CZT和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法的流程图;
图3为本发明基于CZT和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法中的一维离散卷积运算过程示意图;
图4为本发明中的***基FFT运算流程示意图,其中***基FFT长度NT为16;
图5为本发明基于CZT和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法中获得的二维波束方向图的结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法做详细描述。
本实施例中设定M=N=48,换能器的水平间距和垂直间距均相等,需要运算128×128个方向的波束,仰视角θe和方位角θa的覆盖范围均为-25°~25°。
相控阵三维摄像声纳***的M×N换能器阵列如图1所示,图中θa为方位角,即波束与yoz平面的夹角;θe为仰视角,波束与xoz平面的夹角。。换能器阵列位于xoy平面,u为波束方向角,定义θa和θe分别为u对应方位的方位角和仰视角。
如图2所示,一种基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法,包括以下步骤:
(1)分别计算每个换能器接收到的声波中,与载波频率fk对应的第k个DFT变换系数Sm,n(k),得到M×N个Sm,n(k)。载波频率fk预先设定。
其中,m为换能器的水平索引号,m=1,2,...,M;n为换能器的垂直索引号,n=1,2,...,N;k=0,1,...,K-1,K为DFT变换的长度。
(2)利用M×N个Sm,n(k),构建矩阵C,矩阵C中的每个元素为:
其中,
其中,wm,n表示每个换能器的权重;j为虚数单位;fk为载波频率;d为换能器的水平间距(或垂直间距);c为水下声速;θai表示声纳***波束扫描范围的起始方位角;θaf表示声纳***波束扫描范围的终止方位角;P为波束扫描范围内的方位角数目;θei表示声纳***波束扫描范围的起始仰视角;θef表示声纳***波束扫描范围的终止仰视角;Q为波束扫描范围内的仰视角数目。
(3)对应方位角方向,对矩阵C的每一列,进行一维离散卷积运算,保留一维离散卷积运算中的P个结果,得到P×N的矩阵MD;
其中,一维离散卷积运算,如图3所示,包括以下步骤:
3-1、利用下式定义序列h1[l],计算序列h1[l]的离散傅里叶变换结果H[l'];
其中,NT在满足NT≥(P+M-1)的同时,为2的最小整数次幂;例如,P+M-1=48+128-1,NT≥175,由于27=128,28=256,则NT为256。
3-2、针对矩阵C中的第n列,利用下式定义序列ge[l],利用***基FFT方法,计算序列ge[l]的离散傅里叶变换结果Ge[l'];
其中,C(l,n)对应矩阵C中第l行第n列的元素;
3-3、运算H[l']和Ge[l']的点积,并对点积做逆FFT变换,保留逆FFT变换y[l]中的第M~(P+M-1)个数据结果,即得到一维离散卷积运算中的P个结果。
(4)对应仰视角方向,对矩阵MD的每一行,进行一维离散卷积运算,保留一维离散卷积运算中的Q个结果,得到P×Q的矩阵ME;
其中,一维离散卷积运算,包括以下步骤:
4-1、利用下式定义序列h'1[l],计算序列h'1[l]的离散傅里叶变换结果H'1[l'];
其中,N’T在满足N’T≥(Q+N-1)的同时,为2的最小整数次幂;
4-2、针对矩阵MD中的第p行,利用下式定义序列g'e[l],利用***基FFT方法,计算序列g'e[l]的离散傅里叶变换结果G'e[l'];
其中,C(l,n)对应矩阵C中第l行第n列的元素;
4-3、运算H'1[l']]和G'e[l']的点积,并对点积做逆FFT变换,保留逆FFT变换中的第N~(Q+N-1)个数据结果,即得到一维离散卷积运算中的Q个结果。
步骤3-1和步骤4-1都通过离线运算完成,事先存储在三维摄像声纳***信号处理机的存储器内,步骤3-2、步骤3-3以及步骤4-2、步骤4-3在信号处理机中实时在线进行运算。
步骤3-2、步骤3-3以及步骤4-2、步骤4-3中,***基FFT的剪除方法根据***基FFT运算的具体输入和输出分布特性,对***基FFT运算流程的数据节点,建立精确的剪除矩阵Dpr,然后在***基FFT的实时运算中,利用Dpr识别和去除不需要的运算操作。
图4为一个仅有部分输入有效的16点***基FFT的流程示意图,其输入序列中只有x(1)和x(2)为非0运算。图4中的W=cos(2π/16)-j×sin(2π/16),此时,为了获得最终的FFT结果,只需要执行图4中实线所示的运算操作,而虚线对应的操作可以直接略去。与图4对应的剪除矩阵Dpr为
其中,上标“T”表示矩阵的转置。Dpr中每个元素与***基FFT运算流程的一个数据节点相对应;Dpr中取值为1的元素对应的数据节点为有效节点,运算流程中需要进行该节点的运算;Dpr中取值为0的元素对应的数据节点为无效节点,对应的运算可以直接略去;在有效节点的运算过程中,还利用Dpr中的相关元素,对该有效节点的运算过程,进行合理的简化。因此,利用Dpr,可以有效的识别和去除***基FFT运算过程中的不必要操作。例如,在图4所示的例子中,由于Dpr(1,3)=0,因而针对数据节点DN1的运算可以直接略去;由于Dpr(3,3)=1,Dpr(3,2)=1,Dpr(7,2)=0,因而针对数据节点DN2的复数相加运算,可以简化为简单的赋值操作。
图5给出了当入射方位为θa=θe=10°时,利用本发明中的波束形成方法获得的二维波束方向图。
(5)构建矩阵MF,矩阵MF中的每个元素为:
其中,ME(p,q)为矩阵ME中第p行第q列的元素;
(6)计算矩阵MF中每个元素的模,得到声纳获取的各个方向上的波束强度,即得到三维摄像声纳波束。
Claims (6)
1.一种基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法,包括:
(1)分别计算每个换能器接收到的声波中,与载波频率fk对应的第k个DFT变换系数Sm,n(k),得到M×N个Sm,n(k);
其中,m为换能器的水平索引号,m=1,2,...,M;n为换能器的垂直索引号,n=1,2,...,N;k=0,1,...,K-1,K为DFT变换的长度;
其特征在于,还包括:
(2)利用M×N个Sm,n(k),构建矩阵C,矩阵C中的每个元素为:
其中,
其中,wm,n表示每个换能器的权重;j为虚数单位;fk为载波频率;d为换能器的水平间距;c为水下声速;θai表示声纳***波束扫描范围的起始方位角;θaf表示声纳***波束扫描范围的终止方位角;P为波束扫描范围内的方位角数目;θei表示声纳***波束扫描范围的起始仰视角;θef表示声纳***波束扫描范围的终止仰视角;Q为波束扫描范围内的仰视角数目;
(3)对矩阵C的每一列,进行一维离散卷积运算,保留一维离散卷积运算中的P个结果,得到P×N的矩阵MD;
(4)对矩阵MD的每一行,进行一维离散卷积运算,保留一维离散卷积运算中的Q个结果,得到P×Q的矩阵ME;
(5)构建矩阵MF,矩阵MF中的每个元素为:
其中,ME(p,q)为矩阵ME中第p行第q列的元素;
(6)计算矩阵MF中每个元素的模,得到声纳获取的各个方向上的波束强度,即得到三维摄像声纳波束。
2.如权利要求1所述的基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法,其特征在于,所述步骤(3)中一维离散卷积运算的公式如下:
其中,p的取值范围为1~P。
3.如权利要求1所述的基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法,其特征在于,所述步骤(3)中的一维离散卷积运算,包括以下步骤:
3-1、利用下式定义序列h1[l],计算序列h1[l]的离散傅里叶变换结果H[l'];
其中,NT在满足NT≥(P+M-1)的同时,为2的最小整数次幂;
3-2、针对矩阵C中的第n列,利用下式定义序列ge[l],利用***基FFT方法,计算序列ge[l]的离散傅里叶变换结果Ge[l'];
其中,C(l,n)对应矩阵C中第l行第n列的元素;
3-3、运算H[l']和Ge[l']的点积,并对点积做逆FFT变换,保留逆FFT变换中的第M~(P+M-1)个数据结果,即得到一维离散卷积运算中的P个结果。
4.如权利要求1所述的基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法,其特征在于,所述步骤(4)中的一维离散卷积运算的公式如下:
其中,q的取值范围为1~Q。
5.如权利要求1所述的基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法,其特征在于,所述步骤(4)中的一维离散卷积运算,包括以下步骤:
4-1、利用下式定义序列h'1[l],计算序列h'1[l]的离散傅里叶变换结果H'1[l'];
其中,N’T在满足N’T≥(Q+N-1)的同时,为2的最小整数次幂;
4-2、针对矩阵MD中的第p行,利用下式定义序列g'e[l],利用***基FFT方法,计算序列g'e[l]的离散傅里叶变换结果G'e[l'];
其中,MD(p,l)对应矩阵MD中第p行第l列的元素;
4-3、运算H'1[l']]和G'e[l']的点积,并对点积做逆FFT变换,保留逆FFT变换中的第N~(Q+N-1)个数据结果,即得到一维离散卷积运算中的Q个结果。
6.如权利要求3或5所述的基于CZT变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法,其特征在于,所述FFT变换和逆FFT变换均通过***基FFT运算实现,且对于每个***基FFT运算,均根据具体的有效数据输入或输出特性,建立相应的剪除矩阵,所述剪除矩阵中的每个元素与***基FFT运算过程中的一个数据节点相对应,仅计算剪除矩阵中取值不为0的元素对应的数据节点。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310213443.4A CN103323831B (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 一种基于czt变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310213443.4A CN103323831B (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 一种基于czt变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103323831A CN103323831A (zh) | 2013-09-25 |
CN103323831B true CN103323831B (zh) | 2014-12-03 |
Family
ID=49192687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310213443.4A Active CN103323831B (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 一种基于czt变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103323831B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103592650B (zh) * | 2013-11-22 | 2016-04-06 | 中国船舶重工集团公司第七二六研究所 | 基于图形处理器的三维声纳成像***及其三维成像方法 |
CN105785349B (zh) * | 2016-05-09 | 2017-12-26 | 浙江大学 | 一种相控阵三维声学摄像声呐的噪声去除方法 |
KR102356708B1 (ko) * | 2017-09-28 | 2022-01-27 | 삼성전자주식회사 | 컨볼루션 연산을 수행하는 연산 장치 및 연산 방법 |
CN108802738B (zh) * | 2018-03-14 | 2020-04-28 | 浙江大学 | 基于自适应距离分辨率的三维声纳数据成像方法及*** |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6311882A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-19 | Nec Corp | ソ−ナ−受信装置 |
CN101630008A (zh) * | 2009-08-03 | 2010-01-20 | 浙江大学 | 基于fpga和稀疏换能器面阵的波束形成器 |
WO2012170714A1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-13 | University Of Virginia Patent Foundation | Separable beamforming for ultrasound array |
-
2013
- 2013-05-31 CN CN201310213443.4A patent/CN103323831B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6311882A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-19 | Nec Corp | ソ−ナ−受信装置 |
CN101630008A (zh) * | 2009-08-03 | 2010-01-20 | 浙江大学 | 基于fpga和稀疏换能器面阵的波束形成器 |
WO2012170714A1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-13 | University Of Virginia Patent Foundation | Separable beamforming for ultrasound array |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
《一种多子阵合成孔径声纳CS成像算法》;刘维等;《声学技术》;20081031;第27卷(第5期);全文 * |
刘维等.《一种多子阵合成孔径声纳CS成像算法》.《声学技术》.2008,第27卷(第5期),全文. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103323831A (zh) | 2013-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109061642B (zh) | 一种贝叶斯迭代重加权稀疏自聚焦阵列sar成像方法 | |
CN103901417B (zh) | L型阵列mimo雷达低复杂度空间目标二维角度估计方法 | |
CN101813772B (zh) | 一种快速宽带频域扩展拖曳阵波束形成方法 | |
CN103323831B (zh) | 一种基于czt变换和剪除***基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法 | |
CN106772380A (zh) | 一种圆周合成孔径雷达成像方法 | |
CN103454631B (zh) | 一种基于mimo技术和稀疏阵技术的三维成像方法 | |
CN110412587B (zh) | 一种基于解卷积的下视合成孔径三维成像方法及*** | |
CN110346794B (zh) | 一种资源优化配置的分布式雷达成像方法 | |
CN103116162B (zh) | 基于目标空间稀疏性的高分辨声呐定位方法 | |
CN103323832B (zh) | 一种相控阵三维摄像声纳***换能器阵列的幅相误差校正方法 | |
KR102370868B1 (ko) | 합성 개구 레이더 이미지 형성을 위한 시스템 및 방법 | |
CN113868583B (zh) | 一种子阵波束聚焦的声源距离计算方法及*** | |
CN110133574B (zh) | 利用多频信号二次虚拟扩展的一维doa估计方法 | |
CN111537997B (zh) | 一种基于mimo和压缩感知技术的三维雷达成像方法 | |
Chi | Underwater Real-Time 3D Acoustical Imaging: Theory, Algorithm and System Design | |
Zhao et al. | Design of low-complexity 3-D underwater imaging system with sparse planar arrays | |
Palmese et al. | Three-dimensional acoustic imaging by chirp zeta transform digital beamforming | |
CN103257349A (zh) | 基于非线性相关计算延迟时间的合成孔径超声成像*** | |
CN108614234B (zh) | 基于多采样快拍互质阵列接收信号快速傅里叶逆变换的波达方向估计方法 | |
RU2491569C2 (ru) | Способ пеленгования с повышенной разрешающей способностью | |
CN103630907B (zh) | 近距离主动式毫米波圆柱扫描成像***的免插值重构方法 | |
CN110133656B (zh) | 一种基于互质阵列的分解与融合的三维sar稀疏成像方法 | |
CN102680956A (zh) | 星载合成孔径雷达方位向第一模糊区回波信号能量抑制*** | |
CN108761433B (zh) | 一种使用mimo声纳差合阵处理的高分辨成像方法 | |
CN104902824A (zh) | 超声波诊断装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |