水声被动目标特征提取和分类方法研究
发布时间：2021-11-04 17:37
目标识别技术是高新技术条件下,潜艇及水面舰艇在海战中先敌发现、隐蔽攻击、克敌制胜的先决条件,也是鱼雷、水雷等水中武器系统实现智能化的关键技术之一,受到世界各国的高度重视。本文对循环自相关分析、Gammatone倒谱系数和人工神经网络在舰船辐射噪声的特征提取与分类技术中的应用进行了研究,通过仿真数据和实际舰船辐射噪声的处理,验证了算法的有效性。并编写了一目标噪声模拟软件和一基于Gammatone倒谱系数的噪声分类器。主要研究内容包括:1、阐述了舰船辐射噪声的产生机理,分别给出其线谱、宽带连续谱以及噪声调制的数学模型以及实现方法。并且结合公开发表的资料设计一套舰船噪声仿真软件。2、对循环平稳信号的处理方法进行了阐述,并采用循环自相关函数进行包络谱提取,给出了详细的步骤,并通过与Hilbert变换解调做对比。表明循环自相关方法能够较好的提取包络谱。将循环谱相干函数应用到舰船噪声的轴频提取中,给出了一种相比DEMON分析,不需要预先带通滤波的处理方法。3、研究了基于Gammatone倒谱系数和梅尔倒谱系数的舰船辐射噪声特征提取方法,改进了 Gammatone倒谱系数特征提取时候的压缩方式使得分...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１水声目标的分类辨识过程??１．２国内外发展现状??与国外对被动方式的自动辨识设备研究较早
?１００００??频率（ｋＨｚ）??图２．１空化噪声谱随航速和深度的变化关系??舰船航行中，由于船体的设计构造，不规则的和升沉的海流与船体相互作用产生了??一噪声。这种噪声被成为水动力噪声。舰船的速度和航行时候的深度一定时，其频谱上??能量的分布程序一定的规律。在频谱上有一临界频率。低于临界频率的部分机械噪声和??螺旋桨噪声中的线谱成分是大部分因素。在高于临界频率的频段，螺旋桨的空化噪声产??生的连续谱占大部分因素。大量的研究数据表明，舰船和潜艇的临界频率大于１００Ｈｚ小??于１０００Ｈｚ。并且随着船型、航行速度、深度等而不同。图２．２是舰船的辐射噪声的示意??图。???？??ｆ??图２．２舰船辐射噪声示意图??２．２舰船辐射噪声的数学模型??国内外科研工作者，通过对大量实测的舰船噪声信号进行分析。现已逐步提出一套??较为完善的舰船噪声的仿真模型。仿真的数学模型包含对有一定频率结构的连续谱信??号、低频占据主导的线谱信号、将以上两者调制的调制信号的抽象。舰船辐射噪声时域??波形的数学模型可描述为［２％??５（〇?＝?［ｌ＋ａ（〇］＾（〇＋，ｇ７（〇?（２－１）??式中，ａ（〇为周期调制信号；为连续谱对应的时域信号；为线谱对应的??时域
螺旋桨噪声中的线谱成分是大部分因素。在高于临界频率的频段，螺旋桨的空化噪声产??生的连续谱占大部分因素。大量的研究数据表明，舰船和潜艇的临界频率大于１００Ｈｚ小??于１０００Ｈｚ。并且随着船型、航行速度、深度等而不同。图２．２是舰船的辐射噪声的示意??图。???？??ｆ??图２．２舰船辐射噪声示意图??２．２舰船辐射噪声的数学模型??国内外科研工作者，通过对大量实测的舰船噪声信号进行分析。现已逐步提出一套??较为完善的舰船噪声的仿真模型。仿真的数学模型包含对有一定频率结构的连续谱信??号、低频占据主导的线谱信号、将以上两者调制的调制信号的抽象。舰船辐射噪声时域??波形的数学模型可描述为［２％??５（〇?＝?［ｌ＋ａ（〇］＾（〇＋，ｇ７（〇?（２－１）??式中，ａ（〇为周期调制信号；为连续谱对应的时域信号；为线谱对应的??时域信号。??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Gammatone频率离散小波系数的水下目标鲁棒识别[J]. 吴姚振,杨益新,田丰,杨龙,陶灿. 西北工业大学学报. 2014(06)
[2]基于听觉感知的不同航速稳态舰船噪声合成[J]. 王金昌,陈克安. 声学技术. 2012(05)
[3]舰艇螺旋桨水下噪声预测[J]. 杨琼方,王永生,张明敏. 船舶力学. 2011(04)
[4]水下目标特性特征提取及其融合[J]. 李秀坤,李婷婷,夏峙. 哈尔滨工程大学学报. 2010(07)
[5]一种新的可应用于声目标识别的倒谱系数[J]. 马元锋,陈克安,马苗,张成. 兵工学报. 2009(11)
[6]Moore响度计算模型的改进[J]. 马元锋,陈克安. 应用声学. 2009(01)
[7]听觉外周计算模型研究进展[J]. 李朝晖,迟惠生. 声学学报. 2006(05)
[8]振动调频信号的循环平稳解调原理与实现方法[J]. 丁康,孔正国,李巍华. 振动与冲击. 2006(01)
[9]基于MFCC的说话人识别系统[J]. 郭春霞,裘雪红. 电子科技. 2005(11)
[10]被动声呐目标识别技术的现状与展望[J]. 朱进,章新华. 舰船科学技术. 2003(05)
博士论文
[1]水下目标辐射噪声生理感知特征的提取方法研究[D]. 吴姚振.西北工业大学 2015
[2]基于循环平稳信号二维平面表示的滚动轴承早期故障诊断方法研究[D]. 周宇.上海交通大学 2012
[3]基于矢量水听器的目标特征提取与识别技术研究[D]. 李思纯.哈尔滨工程大学 2008
硕士论文
[1]舰船目标识别技术研究[D]. 沈广楠.哈尔滨工程大学 2012
[2]基于MFCC和GMM的说话人识别系统研究[D]. 丁爱明.河海大学 2006
[3]基于高阶谱和循环谱的舰船噪声多源特征分离研究[D]. 李长柏.西北工业大学 2005
[4]典型舰船辐射噪声建模与仿真[D]. 邢国强.西北工业大学 2005
本文编号：3476185
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１水声目标的分类辨识过程??１．２国内外发展现状??与国外对被动方式的自动辨识设备研究较早
?１００００??频率（ｋＨｚ）??图２．１空化噪声谱随航速和深度的变化关系??舰船航行中，由于船体的设计构造，不规则的和升沉的海流与船体相互作用产生了??一噪声。这种噪声被成为水动力噪声。舰船的速度和航行时候的深度一定时，其频谱上??能量的分布程序一定的规律。在频谱上有一临界频率。低于临界频率的部分机械噪声和??螺旋桨噪声中的线谱成分是大部分因素。在高于临界频率的频段，螺旋桨的空化噪声产??生的连续谱占大部分因素。大量的研究数据表明，舰船和潜艇的临界频率大于１００Ｈｚ小??于１０００Ｈｚ。并且随着船型、航行速度、深度等而不同。图２．２是舰船的辐射噪声的示意??图。???？??ｆ??图２．２舰船辐射噪声示意图??２．２舰船辐射噪声的数学模型??国内外科研工作者，通过对大量实测的舰船噪声信号进行分析。现已逐步提出一套??较为完善的舰船噪声的仿真模型。仿真的数学模型包含对有一定频率结构的连续谱信??号、低频占据主导的线谱信号、将以上两者调制的调制信号的抽象。舰船辐射噪声时域??波形的数学模型可描述为［２％??５（〇?＝?［ｌ＋ａ（〇］＾（〇＋，ｇ７（〇?（２－１）??式中，ａ（〇为周期调制信号；为连续谱对应的时域信号；为线谱对应的??时域
螺旋桨噪声中的线谱成分是大部分因素。在高于临界频率的频段，螺旋桨的空化噪声产??生的连续谱占大部分因素。大量的研究数据表明，舰船和潜艇的临界频率大于１００Ｈｚ小??于１０００Ｈｚ。并且随着船型、航行速度、深度等而不同。图２．２是舰船的辐射噪声的示意??图。???？??ｆ??图２．２舰船辐射噪声示意图??２．２舰船辐射噪声的数学模型??国内外科研工作者，通过对大量实测的舰船噪声信号进行分析。现已逐步提出一套??较为完善的舰船噪声的仿真模型。仿真的数学模型包含对有一定频率结构的连续谱信??号、低频占据主导的线谱信号、将以上两者调制的调制信号的抽象。舰船辐射噪声时域??波形的数学模型可描述为［２％??５（〇?＝?［ｌ＋ａ（〇］＾（〇＋，ｇ７（〇?（２－１）??式中，ａ（〇为周期调制信号；为连续谱对应的时域信号；为线谱对应的??时域信号。??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Gammatone频率离散小波系数的水下目标鲁棒识别[J]. 吴姚振,杨益新,田丰,杨龙,陶灿. 西北工业大学学报. 2014(06)
[2]基于听觉感知的不同航速稳态舰船噪声合成[J]. 王金昌,陈克安. 声学技术. 2012(05)
[3]舰艇螺旋桨水下噪声预测[J]. 杨琼方,王永生,张明敏. 船舶力学. 2011(04)
[4]水下目标特性特征提取及其融合[J]. 李秀坤,李婷婷,夏峙. 哈尔滨工程大学学报. 2010(07)
[5]一种新的可应用于声目标识别的倒谱系数[J]. 马元锋,陈克安,马苗,张成. 兵工学报. 2009(11)
[6]Moore响度计算模型的改进[J]. 马元锋,陈克安. 应用声学. 2009(01)
[7]听觉外周计算模型研究进展[J]. 李朝晖,迟惠生. 声学学报. 2006(05)
[8]振动调频信号的循环平稳解调原理与实现方法[J]. 丁康,孔正国,李巍华. 振动与冲击. 2006(01)
[9]基于MFCC的说话人识别系统[J]. 郭春霞,裘雪红. 电子科技. 2005(11)
[10]被动声呐目标识别技术的现状与展望[J]. 朱进,章新华. 舰船科学技术. 2003(05)
博士论文
[1]水下目标辐射噪声生理感知特征的提取方法研究[D]. 吴姚振.西北工业大学 2015
[2]基于循环平稳信号二维平面表示的滚动轴承早期故障诊断方法研究[D]. 周宇.上海交通大学 2012
[3]基于矢量水听器的目标特征提取与识别技术研究[D]. 李思纯.哈尔滨工程大学 2008
硕士论文
[1]舰船目标识别技术研究[D]. 沈广楠.哈尔滨工程大学 2012
[2]基于MFCC和GMM的说话人识别系统研究[D]. 丁爱明.河海大学 2006
[3]基于高阶谱和循环谱的舰船噪声多源特征分离研究[D]. 李长柏.西北工业大学 2005
[4]典型舰船辐射噪声建模与仿真[D]. 邢国强.西北工业大学 2005
本文编号：3476185
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3476185.html
