基于时频域滤波的亮点特征提取及识别研究
发布时间：2022-12-18 08:04
海洋混响背景下,主动声呐探测识别水下目标时,混响的干扰增加了从目标回波中提取亮点特征的难度。研究表明,对于静止目标采用宽带信号尤其是线性调频信号其抗混响效果最佳。然而当信混比较低时,单从时域或者频域上分析不能很好地获取目标回波特征。为了在混响背景下提取目标亮点特征,本文在时频联合域上对目标回波采用时频滤波的方法抑制混响干扰进而提取目标亮点特征。本文研究的时频滤波方法主要是低秩矩阵恢复方法,首先采用自适应核时频分布将目标回波信号变换到时频域上,然后依据目标回波与混响在时频域上能量分布的相关性不同,通过低秩矩阵恢复方法将目标回波与混响分到稀疏矩阵和低秩矩阵中,从而分离目标回波与混响,降低混响对回波信号的干扰。此外,还研究了时频域上的投影滤波,根据发射的线性调频信号在时频域上是一条能量集中的直线,而混响和噪声在时频域上能量分布是杂乱无章的,由于已知发射信号调频斜率,按照这一斜率将时频域信号向频率轴投影,并在投影域上设置门限进行滤波。最后对滤波后的时频域信号采用Hough变换提取回波信号中的亮点特征。通过仿真和实验数据表明低秩矩阵恢复方法和投影滤波方法能够在时频域上有效抑制混响干扰,得到更有利...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 时频域混响抑制方法
1.2.2 目标回波特征
1.2.3 支持向量机
1.3 论文研究的主要内容
第2章 混响及目标回波理论研究
2.1 混响的基本理论
2.2 目标回波的亮点模型
2.3 混响背景下目标回波仿真
2.4 本章小结
第3章 基于时频滤波的目标特征提取
3.1 时频域滤波及特征提取思路
3.2 时频分析方法
3.2.1 短时傅里叶变换与Wigner-Ville分布
3.2.2 自适应核时频分布
3.2.3 时频分析方法对比
3.3 时频域低秩矩阵恢复滤波
3.3.1 滤波思路
3.3.2 求解算法
3.3.3 算法性能分析
3.4 投影滤波
3.5 Hough变换提取特征
3.6 基于时频滤波的目标特征提取仿真分析
3.7 本章小结
第4章 基于粒子群优化的支持向量机
4.1 支持向量机
4.2 粒子群算法优化支持向量机参数建模
4.3 基于粒子群优化的支持向量机仿真分析
4.4 本章小结
第5章 特征提取及识别的实验研究
5.1 实验概况
5.2 基于时频滤波的目标特征提取的实验数据处理
5.3 粒子群算法优化的支持向量机识别结果对比
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于粒子群最小二乘支持向量机的前视声呐目标识别[J]. 石洋,胡长青. 声学技术. 2018(02)
[2]水下目标回波与混响的时频形态特征域盲分离[J]. 李秀坤,杨阳,孟祥夏. 声学学报. 2017(02)
[3]改进的基于粒子群优化的支持向量机特征选择和参数联合优化算法[J]. 张进,丁胜,李波. 计算机应用. 2016(05)
[4]水下目标回波和混响在听觉感知特征空间的分类[J]. 李秀坤,孟祥夏. 哈尔滨工程大学学报. 2015(09)
[5]稀疏低秩噪声模型下无监督实时单通道语音增强算法[J]. 李轶南,张雄伟,贾冲,陈亮,曾理. 声学学报. 2015(04)
[6]时频域滤波沉底目标亮点特征提取方法研究[J]. 朱广平,王飞,孙辉. 哈尔滨工程大学学报. 2015(05)
[7]北极水声学:一门引人关注的新型学科[J]. 李启虎,王宁,赵进平,黄海宁,尹力,黄勇,李宇,薛山花,任新敏,李涛. 应用声学. 2014(06)
[8]水中目标回波亮点统计特征研究[J]. 陈云飞,李桂娟,王振山,张明伟,贾兵. 物理学报. 2013(08)
[9]从压缩传感到低秩矩阵恢复:理论与应用[J]. 彭义刚,索津莉,戴琼海,徐文立. 自动化学报. 2013(07)
[10]短时傅里叶变换在线性调频信号时频滤波中的应用[J]. 迟华山,王红星,郭奇,赖淑蓉. 电讯技术. 2012(02)
博士论文
[1]天波超视距雷达干扰与杂波信号处理技术研究[D]. 艾小凡.西安电子科技大学 2016
[2]基于稀疏表示的图像去噪和超分辨率重建研究[D]. 李珅.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2014
[3]快速低秩矩阵与张量恢复的算法研究[D]. 刘园园.西安电子科技大学 2013
[4]混响干扰中的信号检测技术研究[D]. 朱广平.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]基于鲁棒主成分分析的远监督关系抽取[D]. 窦红斌.吉林大学 2018
[2]水下运动目标变速瞬态特征提取[D]. 王雷.哈尔滨工程大学 2017
[3]沉底目标的特征提取及识别研究[D]. 王飞.哈尔滨工程大学 2013
[4]分数阶Fourier变换在水雷目标特征提取中的应用[D]. 陈萍.哈尔滨工程大学 2007
[5]三维环境海洋混响强度衰减规律研究[D]. 张明辉.哈尔滨工程大学 2005
本文编号：3721687
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 时频域混响抑制方法
1.2.2 目标回波特征
1.2.3 支持向量机
1.3 论文研究的主要内容
第2章 混响及目标回波理论研究
2.1 混响的基本理论
2.2 目标回波的亮点模型
2.3 混响背景下目标回波仿真
2.4 本章小结
第3章 基于时频滤波的目标特征提取
3.1 时频域滤波及特征提取思路
3.2 时频分析方法
3.2.1 短时傅里叶变换与Wigner-Ville分布
3.2.2 自适应核时频分布
3.2.3 时频分析方法对比
3.3 时频域低秩矩阵恢复滤波
3.3.1 滤波思路
3.3.2 求解算法
3.3.3 算法性能分析
3.4 投影滤波
3.5 Hough变换提取特征
3.6 基于时频滤波的目标特征提取仿真分析
3.7 本章小结
第4章 基于粒子群优化的支持向量机
4.1 支持向量机
4.2 粒子群算法优化支持向量机参数建模
4.3 基于粒子群优化的支持向量机仿真分析
4.4 本章小结
第5章 特征提取及识别的实验研究
5.1 实验概况
5.2 基于时频滤波的目标特征提取的实验数据处理
5.3 粒子群算法优化的支持向量机识别结果对比
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于粒子群最小二乘支持向量机的前视声呐目标识别[J]. 石洋,胡长青. 声学技术. 2018(02)
[2]水下目标回波与混响的时频形态特征域盲分离[J]. 李秀坤,杨阳,孟祥夏. 声学学报. 2017(02)
[3]改进的基于粒子群优化的支持向量机特征选择和参数联合优化算法[J]. 张进,丁胜,李波. 计算机应用. 2016(05)
[4]水下目标回波和混响在听觉感知特征空间的分类[J]. 李秀坤,孟祥夏. 哈尔滨工程大学学报. 2015(09)
[5]稀疏低秩噪声模型下无监督实时单通道语音增强算法[J]. 李轶南,张雄伟,贾冲,陈亮,曾理. 声学学报. 2015(04)
[6]时频域滤波沉底目标亮点特征提取方法研究[J]. 朱广平,王飞,孙辉. 哈尔滨工程大学学报. 2015(05)
[7]北极水声学:一门引人关注的新型学科[J]. 李启虎,王宁,赵进平,黄海宁,尹力,黄勇,李宇,薛山花,任新敏,李涛. 应用声学. 2014(06)
[8]水中目标回波亮点统计特征研究[J]. 陈云飞,李桂娟,王振山,张明伟,贾兵. 物理学报. 2013(08)
[9]从压缩传感到低秩矩阵恢复:理论与应用[J]. 彭义刚,索津莉,戴琼海,徐文立. 自动化学报. 2013(07)
[10]短时傅里叶变换在线性调频信号时频滤波中的应用[J]. 迟华山,王红星,郭奇,赖淑蓉. 电讯技术. 2012(02)
博士论文
[1]天波超视距雷达干扰与杂波信号处理技术研究[D]. 艾小凡.西安电子科技大学 2016
[2]基于稀疏表示的图像去噪和超分辨率重建研究[D]. 李珅.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2014
[3]快速低秩矩阵与张量恢复的算法研究[D]. 刘园园.西安电子科技大学 2013
[4]混响干扰中的信号检测技术研究[D]. 朱广平.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]基于鲁棒主成分分析的远监督关系抽取[D]. 窦红斌.吉林大学 2018
[2]水下运动目标变速瞬态特征提取[D]. 王雷.哈尔滨工程大学 2017
[3]沉底目标的特征提取及识别研究[D]. 王飞.哈尔滨工程大学 2013
[4]分数阶Fourier变换在水雷目标特征提取中的应用[D]. 陈萍.哈尔滨工程大学 2007
[5]三维环境海洋混响强度衰减规律研究[D]. 张明辉.哈尔滨工程大学 2005
本文编号：3721687
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