基于小波变换的水声信号滤波方法

为更好地改进低信噪比水声信号的滤波效果,本文针对小波滤波算法展开研究.对小波变换系数使用最大后验概率估计算子进行去噪,达到对原始水声信号滤波的目的,去除大部分的噪声;对含噪信号使用可变阈值函数的小波阈值滤波,进一步提高信噪比.文中给出了两种滤波方法的算法,通过对仿真信号和真实水声信号的滤波实验表明:本文方法比常用的滤波方法均方误差更小,更有利于提取水声信号的特征并进行分类识别.     

宽带信号参数估计中交互小波变换的尺度参数分析

本文详细讨论了水声信号处理中运用交互小波变换求解宽带模糊函数,以及相应的参考小波尺度参数分析,并对两个常用信号进行了模拟.     

纤维爆炸索水下爆炸声信号特征的小波分析

为了研究纤维爆炸索爆炸水声信号特征,在获得水下爆炸压力测试结果的基础上,对其进行了声压级分析,并采用小波变换对水下爆炸信号进行了时频特性分析,讨论了水下爆炸声信号在各频段的能量分布状况。研究结果表明,纤维爆炸索水下爆炸具有很强的声功率,纤维爆炸索水下爆炸声信号能量主要集中在40KHz以内,尤以5KHz以下频带能量最高,如果作为水声干扰源,完全可以覆盖各类水声器材的各工作频段,或许能在水声对抗中发挥重要作用。采用小波分析可以对纤维爆炸索爆炸水声信号特性进行合理研究,达到准确分析信号特征的目的。     

阈值改进整数小波与LZW算法相结合的水声数据压缩方法

提出一种阈值改进整数小波与基于字典编码的LZW(Lempel-Ziv-Welch)算法相结合的数据压缩方法,该方法旨在减少水声数据传输量的同时尽可能地达到高保真。数据压缩过程中,先对水声数据进行整数小波变换,再对变换后的高频系数采用改进的小波阈值算法和阈值函数进行处理,提高了数据压缩倍数和信噪比,降低了误差。最后通过LZW将处理后的系数进行编码输出,进一步提升压缩效果。文中给出了相应的数据压缩算法流程。实际舰船辐射噪声数据的压缩处理结果表明,该方法能有效提高信号信噪比、减少信号失真并能获得更大的压缩倍数。     

基于小波变换的主动水声信号检测

信号检测是水声信号处理领域的研究重点之一。文章通过对水下航行器自噪声特性的研究，发现其具有1／f衰减特性，同时利用小波变换对1/f信号有类似K—L展开的作用，提出了一种基于小波变换的信号检测方法，对1/f噪声背景下的主动水声信号进行了检测；文中详细推导了相应的检验统计量及其统计分布特性；同时，将该方法与匹配滤波器、能量检测器的检测性能进行了比较，仿真试验结果表明了本方法的有效性。     

HHT在水雷目标特征提取中的应用

Hilbert-Huang变换（HHT）是近年来发展起来的一种处理非线性非平稳的时频分析方法。水声信号具有非线性非平稳的特点，把HHT方法应用于水声信号的分析中，将典型主动声纳信号的Hilbert边际谱和Hilbert谱分别与傅里叶幅度谱和传统的时频分析进行了比较。然后对水下目标回波的亮点模型作了仿真研究，并与小波变换作比较，最后用实际目标的回波作了分类研究。仿真与实际数据都证明了HHT在水下目标特征提取中的优越性。     

小波变换在图像处理中的应用探析

简要介绍小波变换理论的发展背景,根据傅立叶变换(FFT)方法和短时傅立叶变换(SFFT)方法基本原理和处理信号的特点,结合小波变换原理的时频分析特性和对时变信号的处理能力,文章将小波变换方法引入到了图像信息处理过程中。由于此方法能从图像中获取更多的特征信息,且具有较高的分析精度,并具有较好的重构效果,所以使用该方法对图像进行分析和处理时,效果显著。     

小波变换在信号处理中的应用

介绍了常用小波基函数和连续小波变换，重点将小波变换应用到信号的去噪、分解和重构信号分析中。通过仿真实验可见小波变换已成为信号处理中行之有效的方法，必将在信号处理中起着重要作用。     

采用交替投影算法重构超声信号

建立了超声探测缺陷回波的数学模型，讨论了信号奇异性同其小波变换之间的关系以及通过小波变换模极大值精确重构原信号的原理和方法，利用Mallat的交替投影算法对仿真的超声信号进行了精确重构和对实际检测到的超声信号进行了消噪处理。结果表明，利用小波变换模极大值重构信号的交替投影算法来重构超声信号，重构精度高，实现速度快，用于处理染噪信号，消噪效果好，是一种较为理想的处理超声信号的方法。     

LabVIEW环境下小波变换的实现与应用

虚拟仪器(Virtual Insrument，简称VI)代表着目前测试仪器领域的发展方向，LabVIEW语言是一种功能强大的虚拟仪器开发平台；小波变换是信号分析处理的一种重要方法。本文旨在对LabVIEW进行二次开发，拓展其小波分析和小波包分析功能，将其应用于对非平稳信号的消噪处理，并与传统的傅里叶变换进行了比较。     

水中板声辐射的声功率模态分析

由于水中结构的振动声辐射要考虑流体加载效应,因此水中结构声辐射的模态分析也与空气中的有所不同。基于辐射声功率的二次型表达式,采用有限元和Rayleigh积分耦合方法,对板结构的水下声功率模态进行了计算分析研究,通过辐射效率、模态振型和辐射声功率等探讨了其特点。结果表明以激励力为变量、考虑了结构阻抗的水下声功率模态具有各阶模态声辐射独立、低频时前几阶模态(特别是第1阶模态)的声辐射占主导地位、模态辐射效率峰值和模态振型物理意义清楚等特点,在水下结构振动声辐射的分析和控制方面有一定实用价值。     

子波分析在声辐射和声散射中的应用

文章提出将子波分析用于求解声学中的边界积分方程,能提高现有边界元方法解决工程问题的能力。在子波分析于声辐射和声散射的应用研究中,提出了把积分核函数用级数展开,建立频率响应函数计算的频率迭代技术,大大提高了频率响应函数的计算效率。讨论了子波分析在声学工程数值计算中的研究前景。     

双层圆柱壳噪声预报及统计能量参数灵敏度分析

采用统计能量分析方法，建立水下有限长双层圆柱壳体结构机械噪声预报模型。在已知内层壳体振动速度的情况下，计算出流场中距外层壳体一定距离处的声压级。利用统计能量分析软件AutoSEA2进行建模仿真，通过对统计能量分析重要参数的敏感性分析，得到了一些有价值的结论，对水下结构声学设计具有重要意义。     

敷设粘弹性材料的多层吸声模型阻抗匹配

研究敷设粘弹性材料多层结构的阻抗匹配方法对水下目标隐身具有重要意义。文中利用多层介质声传播理论,推导了简洁的任意多层结构模型声场特性计算公式,并结合粘弹性材料的动态特性,应用所推公式计算了水下敷设吸声材料多层模型的声场特性。借助数值分析方法,对多层结构模型各层材料特性阻抗与模型声学性能间的关系进行了仿真,探索利用模型各层特性阻抗设计模型阻抗匹配的方法。通过分析模型各层特性阻抗比例关系对模型声场特性的影响,得出其实现阻抗匹配的最优取值范围。研究结果对设计、选取吸声材料具有重要意义。     

梯度高分子溶液的声衰减

聚合物在溶解过程中形成聚合物膜、溶胀层、高浓度溶解层及低浓度溶解层,从而形成梯度高分子溶液,此种梯度高分子溶液对声信号有很好的衰减效果．文中详细研究了梯度高分子溶液在不同频率下,聚合物厚度及梯度结构的变化对反射声衰减效果的影响．结果表明,梯度高分子溶液浓度梯度的形成是声衰减效果好坏的关键。溶液浓度梯度很大或很小时,声衰减效果均不好,只有当浓度梯度适当时,其声衰减效果才最佳。     

孔结构对通孔泡沫铝水声吸声性能的影响

测试了不同孔结构通孔泡沫铝样品在 3～ 2 4kHz频段内的水声吸声系数。试验结果表明 :不同孔结构的通孔泡沫铝都具有较好的水声吸声性能 ,其水声吸声性能与其孔结构密切相关。当孔径减小 ,孔隙率和厚度增大时 ,水声吸声性能增高     

分析模型选取对螺旋桨脉动激励引起的水下结构振动与声辐射影响研究

由于激振力作用位置的原因,目前关于水下结构振动与辐射噪声特性问题的分析模型多选用舱段或尾部结构,本文使用有限元/直接边界元方法,分析螺旋桨—轴系—壳体结构这一典型的尾部受迫振动问题,研究不同模型选取对结构振动及声辐射特性的影响,分析表明,使用局部模型将对结构的振动特性、辐射声压分布等特性产生影响,分析结果中略掉了较多的结构振动模态,从而使分析结果不全面,对于水下结构的振动响应分析,建议采用整体结构作为分析模型。     

一种声速-位置联合估计的水声导航定位方法

长基线水声导航定位方法利用各信标到水下航行器的信号传播时间和等效声速来估计水下航行器的位置,但各信标到水下航行器的等效声速估计存在误差,导致定位误差较大,且随着导航距离的增加,定位误差呈增长趋势。针对这一问题,提出了一种基于粒子滤波的水声导航定位方法,将等效声速和水下航行器的位置作为估计状态参量,通过测量信标信号到水下航行器的传播时间,建立粒子滤波模型对其位置进行估计,准确地估计并跟踪等效声速变化,从而提高定位精度,减小估计误差。仿真结果表明,在水下航行器初始位置未知的情况下,与常规方法相比,文中所提方法的定位精度提高了4倍左右。     

一种二分迭代实时声线修正算法

为提高对水下目标的定位精度,提出并实现了一种二分迭代实时声线修正算法。首先通过二分迭代法快速搜索出水下声源所发出的定位声信号传播声线的初始掠射角,然后以该初始掠射角对应的唯一声线为基础,根据斯涅耳(Snell)声线折射定理计算得到声源与水下接收阵元的距离值,最终利用与声线相符的三路测距值进行交汇解算,完成实时声线修正定位。湖上试验结果表明,该算法简单易行、运算速度快,能够满足实时修正处理的要求,在复杂水文条件下提高了水声定位系统的定位精度。该算法具有良好的工程实用性和通用性,可推广应用于同类水声跟踪定位系统。