基于人耳主觀反應的聽覺特征量及其在目標識別中的應用.pdf

1、水下目標自動識別是現(xiàn)代海戰(zhàn)的重要環(huán)節(jié)，特征提取是目標識別中的關鍵。為了得到穩(wěn)定有效的識別特征，傳統(tǒng)的特征提取方法主要是通過信號處理與變換技術來提取信號內蘊含的有效特征，雖然這些技術的發(fā)展很快，但復雜環(huán)境下的目標識別率始終不理想。為此，本論文通過對人耳聽覺機理的研究，針對水下目標分類識別，從心理聲學的角度尋求基于人耳主觀反應的新的目標識別特征，為水下目標識別中的特征提取開辟新的途徑。 論文通過對人類聽覺系統(tǒng)的深入了解，研究了人類聽

2、聲辨物的過程與機理。人類聽覺系統(tǒng)的特殊結構決定了人耳對聲音的頻率分辨、音調識別、強度分辨、時間延遲等聽覺特性，而人對聲音的主觀感受主要由響度、音調、音色等特征來描述，同時又受到掩蔽效應、優(yōu)先效應等特性的影響。因此，心理聲學研究者提出用上述心理聲學參數(shù)客觀描述不同聲音造成的主觀感受，用它們定量地反映聽覺感受的差別。為此，本論文深入研究了響度類特征和音調特征的物理含義和計算方法，并針對聲學目標，尤其是水下目標識別進行了改進。 考慮到

3、人類聽覺系統(tǒng)識別聲音時，人腦神經系統(tǒng)起到關鍵性的作用。因此，本論文建立的目標識別系統(tǒng)選擇近似于人類大腦的人工神經網絡分類器進行分類識別。針對本論文的實驗研究，設計了前饋BP三層神經網絡分類器。 對實測的水下目標輻射噪聲、汽車噪聲和無線電通信噪聲進行了目標識別的實驗研究，尋找有效識別特征，得出結論：人耳聽覺特征量中的特性響度、特性尖銳度、總響度和總尖銳度可作為水下目標識別的有效特征，反映了目標聲音的強度特性，在一定程度上能提高水下

4、目標識別率；音調作為相關特征，補充了響度類特征中不包含的聲學目標的頻率特征，與響度類特征結合使用可以提高識別率。 在不同類型目標分類識別研究中，在以特性響度為識別特征的前提下，利用遺傳算法進行特征選擇，既降低特征維數(shù)又提高了目標識別率。深入研究了樣本時間長度和不同頻率分析尺度等因素對識別結果的影響，發(fā)現(xiàn)用臨界頻帶和1/3倍頻程頻帶分析得到的特性響度特征最能有效識別目標，而臨界頻帶具有普遍的通用性。同時對訓練樣本和測試樣本的組合方