本发明属于海底地震勘探技术领域，公开了多震源高效采集波场分离方法、分离系统及计算机设备。所述基于去噪神经网络的海底地震勘探多震源高效采集波场分离方法包括：获得混采数据、地震数据预处理、小尺寸地震数据的制作、训练集的归一化、神经网络模型的搭建以及训练以及海底地震勘探多震源采集波场分离的测试，得到去混叠噪音后的共炮集记录。本发明使用经过训练好的网络模型在海底地震勘探多震源高效采集波场分离中进行混采分离，运算速度快，人为干预少，使得海底地震勘探多震源分离效果好。本发明在海底地震勘探多震源高效采集波场分离中人力资源投入小，成本低。