试验环境水下声信号的特征提取方法 被引量：1

1

作者 王红滨 王永乐 +1 位作者 何鸣 薛垚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期489-495,共7页

水下试验环境参数的反演是水声学研究领域的重要内容。而当前研究的关键是通过对水下声信号做特征提取从而获取参数信息。针对特征提取较难、模型很难拟合等问题。本文提出了一种试验环境水下声信号的特征提取方法。将水下声信号同时用... 水下试验环境参数的反演是水声学研究领域的重要内容。而当前研究的关键是通过对水下声信号做特征提取从而获取参数信息。针对特征提取较难、模型很难拟合等问题。本文提出了一种试验环境水下声信号的特征提取方法。将水下声信号同时用梅尔频谱倒谱系数及线性预测系数处理,两者运用特征加权组合方法得到新的特征矩阵;再应用映射插值算法对特征矩阵进行处理,获得适应神经网络输入的三通道矩阵。本文选取的网络模型为残差神经网络。利用实验室所录制的对河口水库数据集测试表明,本文提出的特征提取方法普遍优于仅利用梅尔频谱倒谱系数或线性预测系数的特征处理方法。利用单频矩形脉冲信号对环境进行深度5分类,准确率平均提升2%。利用线性调频信号对环境进行深度5分类,准确率平均提升2.03%。本文提出的特征提取方法对线性调频信号在深度分类任务下处理的结果要优于单频矩形脉冲信号处理的结果。 展开更多

关键词 环境反演 特征提取 梅尔频谱倒谱系数 线性预测系数 特征加权组合方法 残差神经网络 神经网络 水下声信号

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水下声信号的激光干涉测量 被引量：27

2

作者 张晓琳 唐文彦 孙和义 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期809-815,共7页

为准确测量水下目标的发声频率,在光学暗室下建立了基于激光干涉法探测水下目标的实验系统。当水下声源引起水表面波动时,用激光照射水面,携带声波信息的水面散射光与参考光干涉,利用精密光学测量装置探测光程差的改变,通过数据采集和... 为准确测量水下目标的发声频率,在光学暗室下建立了基于激光干涉法探测水下目标的实验系统。当水下声源引起水表面波动时,用激光照射水面,携带声波信息的水面散射光与参考光干涉,利用精密光学测量装置探测光程差的改变,通过数据采集和处理系统从干涉信号的频谱分析图中解调出水下声信号的频率信息。干涉信号的频谱分析图中存在以水下声信号频率为中心的频带,频带宽度与自然水表面波引起的多普勒频移有关。实验结果表明,水下发声目标引起水表面波动的振幅在纳米级,系统可以实时探测出4～15kHz的水下声信号,且测量标准偏差<7Hz。该系统可满足水下目标识别技术的实时性、准确性等要求。 展开更多

关键词 激光技术 激光干涉术 水下声信号 频率探测

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水下声信号激光相干探测的仿真与实验 被引量：5

3

作者 张骏 王庆娥 亓洪兴 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期449-453,共5页

建立波长1 550 nm的全光纤激光相干探测系统,系统采用全光纤设计,光路简单且稳定性高.数值仿真与实验结果表明,采用激光相干探测和时-频分析,可有效地提取水下不同频率、不同强度和不同深度的振动特征.该系统可实时探测出40~10 000 Hz... 建立波长1 550 nm的全光纤激光相干探测系统,系统采用全光纤设计,光路简单且稳定性高.数值仿真与实验结果表明,采用激光相干探测和时-频分析,可有效地提取水下不同频率、不同强度和不同深度的振动特征.该系统可实时探测出40~10 000 Hz的水下声信号,且测量标准偏差小于几个赫兹.因此,激光相干雷达用于水下目标的探测与识别具有实时性,该技术可为水下目标的特征提取和识别提供新的途径. 展开更多

关键词 激光 水下声信号 相干探测 特征提取

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基于小波变换的水下声信号激光探测应用 被引量：10

4

作者 李志敏 黄文 郝盼超 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期157-160,共4页

为了进行激光探测水下声信号的研究,分析了水下声信号的激光干涉探测信号的时频分布特点,找到了激光干涉信号小波脊的分布规律。根据小波脊的分布规律,采用一种利用小波变换的水下声信号瞬时频率估算方法实现水下声信号瞬时频率的估计,... 为了进行激光探测水下声信号的研究,分析了水下声信号的激光干涉探测信号的时频分布特点,找到了激光干涉信号小波脊的分布规律。根据小波脊的分布规律,采用一种利用小波变换的水下声信号瞬时频率估算方法实现水下声信号瞬时频率的估计,并对稳频的水下声信号和线性调频的水下声信号进行了探测实验。结果表明,对频率变化率为16k Hz/s的水下声信号探测实验中,根据小波脊计算出水下声信号的瞬时频率,拟合得到水下声信号频率变化率为16.05k Hz/s。此结果验证了本文中所述方法的正确性。 展开更多

关键词 激光技术 小波变换 小波脊 激光干涉 水下声信号

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水下声信号光电探测技术的实验研究 被引量：2

5

作者 秦慧平 丁绪星 +1 位作者 王再见 张德琨 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期290-292,共3页

为了实现水下声信号的遥感探测，针对水下声信号光电探测技术的强度调制理论，提出了光线分析理论模型，并进行了初步的理论分析和实验验证，取得了频率为65Hz和100Hz的水下声信号的探测数据，验证了水下声信号光电探测技术的强度调制... 为了实现水下声信号的遥感探测，针对水下声信号光电探测技术的强度调制理论，提出了光线分析理论模型，并进行了初步的理论分析和实验验证，取得了频率为65Hz和100Hz的水下声信号的探测数据，验证了水下声信号光电探测技术的强度调制理论。实验结果表明，在空气中利用激光，在水中利用声波，通过这两种信号载体来探测水下声信号技术是可行的，这一结果对于水下声信号光电探测技术的研究具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 光电子学 光线分析理论 水表面微波理论 水下声信号

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一种大动态水下声信号的调理方法

6

作者 方志来 王宇 +1 位作者 蒋蜀革 王砚方 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1999年第4期31-33,38,共4页

本文介绍了在海洋噪声背景下对大动态小信号进行调理的一种方法，并对动态增益控制、滤波和抗干扰进行了说明。调试结果表明，这种调理方法大大提高了信噪比。

关键词 滤波器 增益 信噪比 水下声信号 信号调理

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激光通量变化法探测水下声信号 被引量：12

7

作者 王燕 方尔正 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期69-73,共5页

该文将表面波理论与水声理论相结合,分析了水面微振动的物理过程及其表象的水声理论实质,提出了利用激光通量变化测量水表面质点振动位移的方法,设计了一个单点激光测量系统对此方法进行了实验验证。结果表明,激光通量变化法可有效探测... 该文将表面波理论与水声理论相结合,分析了水面微振动的物理过程及其表象的水声理论实质,提出了利用激光通量变化测量水表面质点振动位移的方法,设计了一个单点激光测量系统对此方法进行了实验验证。结果表明,激光通量变化法可有效探测水下声信号,同时对水面平整度的影响较宽容。 展开更多

关键词 激光探测 光通量变化 水下声信号 光瞳 单点激光测量

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激光遥感探测水下声信号的研究 被引量：12

8

作者 崔桂华 李荣福 +1 位作者 田作喜 桑国明 《舰船科学技术》 北大核心 2002年第1期46-50,共5页

本文讨论了用激光遥感探测水下声信号的技术 ,水下声信号造成的最终表面微扰导致了由水表面反射的激光波束光通量的变化。基于此理论的探测系统被开发出来了 ,并用这套系统进行了实验研究。最初的结果表明 ,基于此技术的探测是可行的 。

关键词 水下声信号 激光遥感 水下目标 水声信号

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北海狮水下声信号类型分析

9

作者 姜莹 吕连港 +3 位作者 刘宗伟 黄龙飞 杨志国 杨春梅 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期182-188,共7页

以水族馆内圈养的北海狮为研究对象,利用长达29 h的连续被动声学观测数据,对北海狮水下声信号类型进行了研究。共检测出22 689个水下声信号,对时长、最小频率、最大频率和峰值频率这4个声学参数采用聚类分析方法将信号分为10种类型:单脉... 以水族馆内圈养的北海狮为研究对象,利用长达29 h的连续被动声学观测数据,对北海狮水下声信号类型进行了研究。共检测出22 689个水下声信号,对时长、最小频率、最大频率和峰值频率这4个声学参数采用聚类分析方法将信号分为10种类型:单脉冲(SP)、哨声(WS)、咕咕声(GG)、咚咚声(DS)、狗吠声(BK)、吼叫声(WY)、嗡嗡声(BZ)、撞击声(BG)、单频声(SF)以及咩咩声(BT)。该分类方式涵盖了北海狮92.6%的水下发声。北海狮水下声信号时长的均值为5~1 244 ms,峰值频率一般小于10 kHz。10种类型信号的占比各有不同,BK,BT和BG信号的比例较高;SP,WS和BZ信号的比例次之;DS,WY,SF和GG信号的比例较低。对北海狮水下声信号类型的分析能帮助了解北海狮的声行为特征,对野外北海狮的声学观测具有重要的指导价值。 展开更多

关键词 北海狮 水下声信号 信号类型 信号特征 信号占比

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基于Hilbert变换的水下多源声信号频率的相干探测 被引量：1

10

作者 张晓琳 李开琴 +2 位作者 刘刚 张烈山 唐文彦 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期113-121,共9页

为实现水下中低频声信号的探测识别,通过研究水下多声源相干探测信号的特征,理论上给出了相干探测信号频谱混叠情况下的特征表达式,并提出了一种基于Hilbert变换的信号解调处理方法,实现了水下多声源相干探测信号频谱混叠情况下各声源... 为实现水下中低频声信号的探测识别,通过研究水下多声源相干探测信号的特征,理论上给出了相干探测信号频谱混叠情况下的特征表达式,并提出了一种基于Hilbert变换的信号解调处理方法,实现了水下多声源相干探测信号频谱混叠情况下各声源发声频率的解调.该方法将探测信号经过滤波平滑处理之后进行Hilbert变换,得到信号的解析形式,然后对解析信号模值的平方进行二次滤波平滑等处理,分离混叠在一起的频带,将得到的信号进行频谱分析,根据频移值计算得到水下各个声源的发声频率.在光学暗室下搭建激光相干探测系统,对2~6kHz的水下声信号进行实验,实验结果表明,该方法可以有效分离探测信号中混叠在一起的信号频带,并准确提取各水下声信号的发声频率,频率提取重复性不大于2.5Hz. 展开更多

关键词 水下声信号 频谱分析 激光干涉 信号解调 HILBERT变换 声光效应 声波传播

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水下声场激励水表面横向微波的色散关系 被引量：2

11

作者 宫彦军 毕冬梅 +3 位作者 吴汉华 江荣熙 孙金祚 吴振森 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期723-726,共4页

针对水下声场在水表面激励横向微波的现象,建立一套测量水表面横向微波波长的图像采集和处理系统,利用该系统对水表面横向微波波长进行了测量,将实验值与理论值进行比较,结果表明,表面横向微波是色散波,理论模型给出的波长量级与实验结... 针对水下声场在水表面激励横向微波的现象,建立一套测量水表面横向微波波长的图像采集和处理系统,利用该系统对水表面横向微波波长进行了测量,将实验值与理论值进行比较,结果表明,表面横向微波是色散波,理论模型给出的波长量级与实验结果相吻合. 展开更多

关键词 激光 水表面横向微波 水下声信号

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基于激光衍射法的水下低频声源的深度探测 被引量：6

12

作者 苏晓明 任耀 +1 位作者 陈华 苗润才 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期53-57,共5页

为了探测水下低频声源的深度,基于声光衍射效应及润湿效应建立了可升降的光学探测系统。实验中,在自然水面放置一个铝制圆柱体,由于润湿效应导致被测液体表面发生弯曲,从而使水下低频声信号传播到水-空界面产生液体表面波。当激光斜入... 为了探测水下低频声源的深度,基于声光衍射效应及润湿效应建立了可升降的光学探测系统。实验中,在自然水面放置一个铝制圆柱体,由于润湿效应导致被测液体表面发生弯曲,从而使水下低频声信号传播到水-空界面产生液体表面波。当激光斜入射到液面时,表面波对其进行振幅和相位调制,实现低频声波的声光衍射,实验上可观察到清晰、稳定的衍射图样。结果发现:改变声源深度,可得到不同声源深度的衍射图样。理论上得到了经表面波调制后衍射光场分布的表达式,基于对衍射图样的分析,推导出表面波振幅的解析式。对不同深度下声源激发产生的表面波振幅进行数值拟合,得到表面波振幅与声源深度的解析关系式,发现表面波振幅随声源深度的增加而减小,从而实现了对声源深度的探测。 展开更多

关键词 低频水下声信号 液体表面波 声光衍射 表面波振幅 声源深度

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快艇螺旋桨线谱特性分析及检测

13

作者 陈新华 李嶷 +2 位作者 郑恩明 方华 杨鹤 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期660-666,共7页

为了获得目标声纹特征,本文对快艇的湖上试验数据进行分析。利用低频分析记录图研究实际工作中目标线谱在图中的表现,同时针对快艇工况稳定和转向时的2种情况,研究快艇螺旋桨各时刻的线谱特性。采用长时间数据和短时间数据做快速傅里叶... 为了获得目标声纹特征,本文对快艇的湖上试验数据进行分析。利用低频分析记录图研究实际工作中目标线谱在图中的表现,同时针对快艇工况稳定和转向时的2种情况,研究快艇螺旋桨各时刻的线谱特性。采用长时间数据和短时间数据做快速傅里叶变换的方法对线谱进行检测,验证不同试验场景下这2种方法检测线谱的性能优劣,提出对长时间数据做快速傅里叶变换的工程实现方法。研究表明:目标线谱会随着目标工况的变化而发生漂移;低频分析记录图中线谱的基频和谐波信号强度具有随机性;在目标工况稳定或变化剧烈时宜分别采用长时间或短时间傅里叶变换进行线谱检测。本文为目标检测和识别提供理论和实践指导。 展开更多

关键词 信号处理 频谱分析 信号检测 水下声信号 螺旋桨 舰船噪声 线谱 低频分析记录图

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激光空中探测水下目标的新方法研究 被引量：4

14

作者 张晓琳 唐文彦 马强 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期817-820,共4页

为了实现在空中利用激光技术对水下目标进行探测的目的,基于迈克尔逊干涉仪的基本原理,提出了一种从水面散射激光中获取水下声源信息的新方法。设计并实现了一套空中探测水下声信号的实验装置。实验结果表明:频谱分析图中的峰值频率即... 为了实现在空中利用激光技术对水下目标进行探测的目的,基于迈克尔逊干涉仪的基本原理,提出了一种从水面散射激光中获取水下声源信息的新方法。设计并实现了一套空中探测水下声信号的实验装置。实验结果表明:频谱分析图中的峰值频率即为水下声源的发声频率,系统能够实时探测发声频率在1 kHz^14 kHz的水下声源,且测量标准偏差小于7 Hz。该方法为航空遥感水下目标提供了一条新的技术途径。 展开更多

关键词 激光技术 激光探测 干涉 水下声信号

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