基于图形处理器的水下声学信号采集、传输和检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于图形处理器的水下声学信号采集、传输和检测系统，包括单个或多个水下声学采集设备，信号调理模块，AD采集模块，传输模块接收AD采集模块和上位机；上位机中的接收缓存接收传输模块传输的数据，在缓存到一定深度后，发送中断请求消息到数据拆解与数据重组模块，数据拆解与数据重组模块接收到中断消息后，从缓存中取出接收的数据，并按照传输协议拆解，然后按照水下声学采集设备通道顺序重组数据；水下声学信号数据重组后被存入磁盘阵列中，将重组的数据按照其水下声学采集设备通道号分别传送至对应的图形处理器中；图形处理器中的滤波去噪模块对接收到的水声数据分别进行带通滤波器滤波和谱减法去噪。

Underwater Acoustic Signal Acquisition, Transmission and Detection System Based on Graphic Processor

The invention relates to an underwater acoustic signal acquisition, transmission and detection system based on a graphics processor, which includes single or multiple underwater acoustic acquisition devices, signal conditioning module, AD acquisition module and transmission module to receive AD acquisition module and upper computer; the receiving buffer in upper computer receives data transmitted by transmission module, and sends interrupt request message to upper computer after caching to a certain depth. Data disassembly and data reorganization module, data disassembly and data reorganization module receives interrupt message, extracts received data from the cache, and disassembles it according to the transmission protocol, then reorganizes the data according to the underwater acoustic acquisition equipment channel sequence; after underwater acoustic signal data reorganization, it is stored in the disk array, and the reorganized data is divided according to its underwater acoustic acquisition equipment channel number. It is not transmitted to the corresponding graphics processor; the filtering and denoising module in the graphics processor performs band-pass filter and spectral subtraction denoising respectively for the received underwater acoustic data.

【技术实现步骤摘要】
基于图形处理器的水下声学信号采集、传输和检测系统
本专利技术涉及水下声学信号处理领域，特别是一种基于图形处理器的水下声学信号采集、传输和检测系统。
技术介绍
对水下声学信号(包括水下自然环境声音，水下动物声音和水下机器声音等)进行采集、传输、存储，并对声学信号中的目标声音进行特征提取和检测，对水下声学研究具有十分重要的意义。当水下声学采集网络较为复杂，如在水听器数量较多，采集范围较广以及采集密度较大的情况下，将产生规模庞大的声学数据，将对水下声学信号进行采集、传输和存储带来巨大的挑战。同时，对声学信号进行特征提取和检测也将难以确保实时性和准确性。现有的水下声学信号采集处理方法大多是将先使用采集卡或记录仪对水下声学信号进行采集，然后再上传至上位机中，再利用上位机中的高性能的中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)对水声信号进行处理、检测和分析。这种处理方法虽然简单，但中央处理器计算负担较大。且高性能的中央处理器价格昂贵，使得检测系统成本增加。同时，即便是高性能的中央处理器，其计算能力和计算资源也十分有限，使得一台上位机难以同时采集、传输处理较多通道的水听器数据。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图形处理器的水下声学信号采集、传输和检测系统，包括单个或多个水下声学采集设备采集水下声学信号，并转化为电信号传输给信号调理模块；信号调理模块接收水下声学采集设备输出的信号，对信号进行带通滤波并使用仪用放大器对信号进行放大，并将调理后的信号传输给AD采集模块；AD采集模块对调理模块输出的模拟信号进行A/D转换，将模拟信号转化为相应的数字信号，再传输给数据传输模块；传输模块接收AD采集模块输出的数据信息，将其按照一定的传输协议，将采集到的水下声学信号数据进行组帧和打包，传输给上位机；上位机中的接收缓存接收传输模块传输的数据，在缓存到一定深度后，发送中断请求消息到数据拆解与数据重组模块，...

【技术特征摘要】
1.一种基于图形处理器的水下声学信号采集、传输和检测系统，包括单个或多个水下声学采集设备采集水下声学信号，并转化为电信号传输给信号调理模块；信号调理模块接收水下声学采集设备输出的信号，对信号进行带通滤波并使用仪用放大器对信号进行放大，并将调理后的信号传输给AD采集模块；AD采集模块对调理模块输出的模拟信号进行A/D转换，将模拟信号转化为相应的数字信号，再传输给数据传输模块；传输模块接收AD采集模块输出的数据信息，将其按照一定的传输协议，将采集到的水下声学信号数据进行组帧和打包，传输给上位机；上位机中的接收缓存接收传输模块传输的数据，在缓存到一定深度后，发送中断请求消息到数据拆解与数据重组模块，其特征在于，数据拆解与数据重组模块接收到中断消息后，从缓存中取出接收的数据，并按照传输协议拆解，然后按照水下声学采集设备通道顺序重组数据；水下声学信号数据重组后被存入第一磁盘阵列中，同时将重组的数据按照其水下声学采集设备通道号分别传送至对应的图形处理器中；图形处理器中的滤波去噪模块对接收到的水声数据分别进行带通滤波器滤波和谱减法去噪，而后将数据传送至端点检测模块；端点检测模块对滤波去噪后的数据使用短时能量和短时过零率相...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜令冉，蒋佳佳，段发阶，王宪全，李春月，孙中波，党文杰，刘晗，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12