高阶谱双通道的水声信号检测方法研究

实际海洋环境中,水下声纳系统往往因环境条件的失配而性能下降。从高阶统计量分析的角度来研究失配条件下的水声信号检测问题。采用二阶、三阶统计联合分析的方法,把双谱能量检测器与常规能量检测器联合构成一种双谱双通道检测器。它同时利用了水声信号中的二阶和三阶统计信息,增加了所利用的信息量,且能在更大程度上适应复杂水声环境变化的要求,改善和提高了水声信号的检测性能。计算机仿真证明了上述算法的有效性。该方法为失配条件下的水下微弱信号检测提供了一条可能的途径。     

几种水声瞬态信号检测算法的比较研究

对于空投浮标、鱼雷等反潜武器的入水瞬态信号进行检测一直是水声对抗领域的一项关键技术。本文针对入水瞬态信号介绍了4种常用的统计量检测方法,并通过蒙特卡洛仿真和湖试数据处理比较了4种检测方法的检测效果,分析了各自的特点,对水声瞬态信号检测具体工程应用具有较好的参考价值。     

Hilbert-Huang变换在瞬态信号检测中的应用

空投物体入水时产生具有时域冲击特性的信号,一般称之为瞬态信号。Hilbert-Huang变换可通过经验模态分解和Hilbert谱分析两种方法,从时频角度对瞬态信号进行分析。介绍了Hilbert-Huang变换的基本原理,建立了瞬态信号的数学模型,提出了基于Hilbert-Huang变换的信号重构瞬态信号检测方法,并与传统能量检测器的性能进行了对比分析,最后通过软件仿真和湖试数据处理验证了该方法的可行性和有效性。     

静态随机共振的非高斯噪声中瞬态信号小波域Power-Law检测

研究非高斯噪声中微弱瞬态信号的检测。利用静态随机共振方法对微弱信号进行处理,使瞬态信号的信噪比得到增强。在小波域建立了新的Power-Law检测器。通过仿真实验对比发现,在相同的信噪比和虚警概率下,采用提出的方法可以得到更高的检测概率。     

基于小波变换的Page-Test水声瞬态信号检测

针对鱼雷、空投浮标、火箭助飞深弹等反潜武器入水瞬间产生的水声瞬态信号所具有的持续时间短、信噪比低、突发和不稳定等特点,以传统的Page—Test检测器为基础,提出了一种新的水声瞬态信号检测方法．该方法首先对采集的水声信号进行小波去噪,去除信号中的随机频谱成分,提高信噪比,然后利用Page—Test检测器进行检测．仿真结果表明,该方法可在低信噪比条件下有效地提取出瞬态信号的起始位置,其处理效果明显优于传统的Page—Test检测方法．     

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。     

基于分数阶功率谱熵的未知水声脉冲信号检测方法

水声侦察的核心问题是在无先验知识条件下捕获其他平台发射的脉冲信号,单频(Continuous Wave,CW)信号和调频(Frequency Modulation,FM)信号是常用的水声探测脉冲.功率谱熵算法能有效检测低信噪比的CW信号,但对FM信号性能不佳,分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Tr...     

水声脉冲信号检测的新方法

水声脉冲信号是由一个运动平台上的发射器发射的。信号的调制方式、载频、幅度、脉宽以及周期均为未知。该文介绍了一种水声脉冲信号检测的新方法。水声脉冲信号接收机输出的短时谱重心是不断起伏的。起伏在高信噪比时会变得很小,而在低信噪比(或无信号)时会变得很大。由于,起伏的绝对偏差移动平均可用来度量起伏的大小,因此,它可以被用来检测水声脉冲信号。还介绍了新检测方法的原理、算法以及仿真结果。在海洋噪声、运动载体的辐射噪声以及小的多途干扰背景中,该方法能可靠地检测水声脉冲信号,并能同时对信号的一些参数作出估计。     

水下瞬态信号的检测与识别

对于水下瞬态信号这种突发性很强、持续时间又非常短、且出现后一般不再重复的信号,如何才能进行全自动的快速有效的检测与识别,是近期国内外研究的热点。针对水下目标快速变速所产生的瞬态信号的自动检测与识别问题,传统信号处理方法难以适用,文中引入了图像处理的有关理念和技术,提出了"取重心处理"的方法,并提出了一种便于工程实现的快速算法。对海试数据的分析结果表明,该方法稳定可靠,有望应用于工程实践中。     

Hilbert-Huang变换在水声瞬态信号处理中的应用

1引言Hilbert-Huang Transform(HHT)是近年来发展起来的一种新的时间序列信号分析方法[1],其核心是经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD),能把复杂的信号分解为若干固有模态函数     

水声网络中的跨层设计研究

跨层设计是水声网络中急需解决的关键技术之一。对于能量和可用频带严重受限的水声网络系统,跨层设计能有效地利用海洋声信道环境下稀少的可用资源,克服分层网络设计中非最优和不灵活的缺点,使系统运行在最佳模式下。在介绍国内外水声网络跨层设计研究的基础上,提出了一种基于控制通道和数据通道的双通道水声网络跨层设计模型,分析了该跨层网络模型的优势,并给出一种自适应节点调制和编码的双通道水声网络跨层模型应用方案,在水池和厦门海域中进行了多节点自组织组网实验,验证了该方案的可行性,表明双通道跨层模型在水声网络设计中具有良好的应用前景。     

水声信号预测的神经网络方法

水声信号的局部可预测性在水声信号处理中具有重要作用,它是解决非平稳信号检测问题的基础。基于非线性时间序列局部可预测性原理,采用人工神经网络技术,研究了水声信号的神经网络预测,讨论了预测模型的建立和网络结构参数的设计。分别采用BP网络和RBF网络对实际舰船水声信号进行预测,通过对仿真数据和实际舰船辐射噪声数据预测的结果分析,得出了两种网络预测模型的误差分布,提出了减小预测误差的有效方法。为今后进一步开展水声信号预测研究奠定了基础。     

水声宽带信号的多普勒补偿

当收发平台相对运动时,水声信道表现出明显的多普勒效应.多普勒效应会引起接收信号频率的偏移,对宽带信号来说,频率偏移值随频率的大小变化,不能简单地用固定频偏进行补偿.选用OFDM信号作为对象,对水声宽带信号的多普勒补偿进行研究,基于Sharif的研究提出了改进算法,分两步进行补偿.仿真结果表明了算法的可行性,并通过对海试数据的处理进行试验验证.     

水下航行器声学故障检测中距离有效性的评价

引入J-偏差作为有向偏差的改进,并提出了一种新的距离有效性评价指标-归一化关键点高度(NKH).利用仿真数据和舱段试验数据,以线谱频率改变等4种类型的常见声学故障为研究对象,针对欧氏距离等5种距离定义,系统地开展声学故障检测有效性的评价研究.结果表明,J-偏差的检测效果要优于常用的欧式距离和Hausdorff距离.     

High-resolution underwater acoustic imaging with lens-based systems

In recent years, several sonars designed for high-resolution, short-range underwater imaging have been developed. These imaging systems use an acoustic lens to focus the incoming waves on an array of transducers. In this article we describe three prototype systems that use a line-focus or a point-focus lens and operate at a frequency of 300 kHz or 3 MHz. The line-focus lens produces two-dimensional (2D) intensity images, while the point-focus lens produces 3D intensity images. We present sample images taken from moving and stationary platforms, and discuss the techniques used for processing the acoustic backscatter data to reconstruct and visualize the scene. The images, particularly those taken with a point-focus lens, show a remarkable degree of detail. © 1997 John Wiley & Sons, Inc. Int J Imaging Syst Technol, 8, 377–385, 1997     

水声探测信号级仿真通用模型库设计

信号级仿真以其能更真实地模拟装备作战性能且可进行统计仿真等显著优点成为完成水下作战效能评估任务较为理想的平台之一,而诸如舰艇辐射噪声模型等水下作战实体的声学模型则是构成水下作战评估体系的基础。在对水下作战过程进行深入分析的基础上,设计了水声探测信号级仿真通用模型库。该模型库以鱼雷为声学模型,通过数据库将八类水下作战实体和环境模型进行分类管理,支持离线和在线仿真,模型库中的各模型均经过实测数据进行验证。该模型库的建成,为水下作战系统的总体设计、性能测试、方案验证以及声兼容性研究提供了工程化的研究基础和较为真实的试验环境。     

基于小波包时频图特征和卷积神经网络的水声信号分类

水下声信号分类是水声学研究的一个重要方向.一个有效的特征提取和分类决策方法对水声信号分类技术至关重要.文章将鱼声、商船辐射噪声和风关噪声三类实测的水声信号在小波包分解的基础上提取时频图特征,并搭建了一个七层结构的卷积神经网络作为分类器.研究结果表明:三种水声信号的小波包时频图特征结合卷积神经网络在不同测试集可达到(98...