基于音色參量的聲納回波特征提取及分類.pdf

1、水下目標正確分類的決定因素是對不同類型信號特征的有效提取?，F(xiàn)已有大量關于時域、頻域及時-頻聯(lián)合域的特征提取方法，并在理論上取得了較好的識別結果。但實踐中依然要依賴訓練有素的聲納員聽覺系統(tǒng)對水下目標類型進行判斷。聲音的響度、音調、音色和持續(xù)時間是描述聲音聽覺屬性的有效特征參量，其中響度、音調和持續(xù)時間已有較成熟的計算模型，且被有效地應用在主動聲納回波信號分類識別中。由于目標與接收平臺距離遠近和海況等嚴重影響響度的大小，而信號的音調和音色幾

2、乎不受其影響，可以共同反映不同目標的本質差別。因此，本文提取主動聲納回波的音色特征，實現(xiàn)水下目標回波、噪聲和混響信號的有效分離。
　　 在前人對音色維度研究的基礎上，本文選取與譜形結構和譜能量分布有關的聽覺參量對回波信號的功率譜進行細分，并分析聽覺感知特征量的分布反映的目標和海底聲散射特性。高階統(tǒng)計量可以抑制某些分布的噪聲，提高信混噪比，增加后續(xù)特征提取的準確度。本文在目標信號的三、四階對角切片譜上提取其聽覺感知特征，以獲得更好

3、的分類識別效果。為此，推導了CW和LFM脈沖的1.5維譜、2.5維譜所包含的信號信息。采用混合高斯分布模型擬合目標回波、噪聲和混響瞬時值的概率密度分布，并分析兩種非高斯分布的高階統(tǒng)計量表達式。最后討論了目標回波、噪聲和混響在信號特征空間中可分性，采用徑向基核函數(shù)支持向量機對提取的聽覺特征進行分類。
　　 仿真分析驗證了提取聽覺感知量作為分類特征的可行性。對湖試數(shù)據(jù)進行處理，在其功率譜，三階和四階累積量對角片譜上提取信號的聽覺感知