水聲目標(biāo)的分類識(shí)別技術(shù)一直以來都是水聲信號(hào)處理領(lǐng)域內(nèi)的的重要研究?jī)?nèi)容之。傳統(tǒng)的被動(dòng)目標(biāo)識(shí)別主要有兩大任務(wù),一是對(duì)所接收信號(hào)進(jìn)行特征提取,獲得目標(biāo)特性,二是設(shè)計(jì)合適的分類器,實(shí)現(xiàn)有效的模式識(shí)別。特征提取的目的是研究和選取出能夠有效體現(xiàn)目標(biāo)信號(hào)類別的穩(wěn)定的特征矢量;分類器設(shè)計(jì)的目標(biāo)是根據(jù)不同分類器模型的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出能夠準(zhǔn)確劃分不同目標(biāo)特征向量的分類器,以達(dá)到目標(biāo)辨識(shí)的目的。本文的研究對(duì)象為艦船輻射噪聲,研究重點(diǎn)為特征提取算法與分類器的設(shè)計(jì)。將語音信號(hào)處理算法中用到的特征提取技術(shù)與深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類方法引入到艦船輻射噪聲的分類識(shí)別研究中來。論文的主要內(nèi)容如下:文章首先艦船輻射噪聲進(jìn)行仿真研究。分析了艦船輻射噪聲的產(chǎn)生機(jī)理以及常見的噪聲類型,并對(duì)艦船輻射噪聲進(jìn)行仿真建模,包括噪聲寬帶連續(xù)譜、窄帶線譜、節(jié)拍調(diào)制函數(shù)、海洋環(huán)境噪聲等,構(gòu)造艦船輻射噪聲仿真信號(hào)。其次對(duì)艦船輻射噪聲信號(hào)進(jìn)行特征提取。分析DEMON譜分析法、1.5維譜特征提取方法、梅爾倒譜系數(shù)(MFCC)特征提取方法進(jìn)行的數(shù)學(xué)原理,并對(duì)三種特征提取方法進(jìn)行仿真。本文使用支持向量機(jī)與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為分類器,對(duì)艦船輻射噪聲信號(hào)進(jìn)行分類。從理論上分析了支持向量機(jī)的數(shù)學(xué)原理,卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。利用MATLAB平臺(tái)搭建了支持向量機(jī)模型與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,對(duì)目標(biāo)特征進(jìn)行分類,通過對(duì)比兩種分類器在不同信噪比下的分類效果,分析分類器的性能與特征提取方法的優(yōu)劣。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U674.7
【部分圖文】：

第 2 章 艦船輻射噪聲仿真艦船在海上航行作業(yè)時(shí)，由于船體機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及本身的運(yùn)動(dòng)，會(huì)向周圍介質(zhì)輻射噪聲，由水傳播傳出去的目標(biāo)信息，可能被對(duì)方發(fā)現(xiàn)，成為受到攻擊的信號(hào)。因此，水中噪聲一直是軍事對(duì)抗活動(dòng)中的目標(biāo)信號(hào)。水聽器接收到的艦船輻射噪聲，是多種噪聲源的綜合效應(yīng)，包括螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)，各種機(jī)械的振動(dòng)，水體流動(dòng)引起的噪聲等等，不同的噪聲源決定了艦船輻射噪聲的頻譜既包含線譜，又包含寬帶的連續(xù)譜[34]。2.1 艦船輻射噪聲產(chǎn)生機(jī)理根據(jù)艦船輻射噪聲的聲源不同，可以將其主要分為以下三類[35]：

圖 2.2 艦船輻射噪聲典型頻譜(a)線譜 (b)連續(xù)譜 (c)混合譜螺旋槳噪聲寬帶噪聲譜級(jí)在寬頻帶范圍內(nèi)存在一個(gè)峰值，通常該峰值會(huì)出 100 至 1000Hz 的頻率范圍內(nèi)，當(dāng)頻率低于峰值時(shí)，譜級(jí)升高，其斜率大約dB/倍頻程，頻率高于峰值時(shí)，譜級(jí)降低，，其斜率大約為 3-6/倍頻程。在高和淺深度的工況下，易于產(chǎn)生大的空化氣泡，從而產(chǎn)生大量的低頻噪聲，使譜峰逐漸向低頻端移動(dòng)。艦船輻射噪聲連續(xù)譜譜級(jí)隨航速與深度的變化規(guī)律 2.3 所示。

圖 2.2 艦船輻射噪聲典型頻譜(a)線譜 (b)連續(xù)譜 (c)混合譜噪聲寬帶噪聲譜級(jí)在寬頻帶范圍內(nèi)存在一個(gè)峰值，通常該000Hz 的頻率范圍內(nèi)，當(dāng)頻率低于峰值時(shí)，譜級(jí)升高，其，頻率高于峰值時(shí)，譜級(jí)降低，，其斜率大約為 3-6/倍頻的工況下，易于產(chǎn)生大的空化氣泡，從而產(chǎn)生大量的低頻向低頻端移動(dòng)。艦船輻射噪聲連續(xù)譜譜級(jí)隨航速與深度的。

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本文編號(hào)：2822820