水聲監(jiān)聽(tīng)獲取信號(hào)的頻帶范圍較寬,在記錄過(guò)程中包含多頻段特征信息,同時(shí)會(huì)摻雜各類噪聲信息。為可靠提取監(jiān)聽(tīng)信號(hào)各頻段有效特征信息,避免噪聲影響,解決能量法判斷特征頻段存在的弊端,打破單一方法在提取寬頻帶信號(hào)有效特征頻段過(guò)程中存在的局限性,集中小波包、相關(guān)系數(shù)和希爾伯特-黃各自優(yōu)勢(shì)方法實(shí)現(xiàn)寬帶監(jiān)聽(tīng)信號(hào)多頻段有效特征信息提取。首先通過(guò)小波包算法對(duì)寬頻帶信號(hào)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化分頻,利用相關(guān)系數(shù)分析判斷節(jié)點(diǎn)信號(hào)的有效性,排除噪聲節(jié)點(diǎn),其次通過(guò)希爾伯特-黃對(duì)有效節(jié)點(diǎn)頻段內(nèi)的有效成分和噪聲進(jìn)一步分離,最后將處理后節(jié)點(diǎn)系數(shù)重構(gòu)獲得有效頻段特征信息。仿真分析驗(yàn)證和實(shí)測(cè)信號(hào)處理結(jié)果表明,該方法對(duì)寬頻帶水聲監(jiān)聽(tīng)信號(hào)特征頻率信息的提取具有一定優(yōu)勢(shì),可在水聲目標(biāo)識(shí)別與監(jiān)測(cè)等方面推廣和應(yīng)用。 

【文章來(lái)源】：電子技術(shù)應(yīng)用. 2020,46(02)

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

信號(hào)有效特征頻段提取流程圖

小波包可實(shí)現(xiàn)水聲監(jiān)聽(tīng)信號(hào)頻段多層次劃分，既可分解低頻，也可分解高頻，與小波變換相比，具有更高的時(shí)頻分辨率，可對(duì)寬頻信號(hào)進(jìn)行更好的時(shí)頻分析[10]。小波與小波包的子帶分解對(duì)比如圖2所示，A代表低頻部分，D代表高頻部分。設(shè)尺度函數(shù)和小波函數(shù)分別為v(t)和p(t)，令U0=v(t),U1=p(t)，定義函數(shù){Un}為尺度函數(shù)v(t)的小波包，如式(2)所示，式中hk和gk為多分辨率分析中濾波器系數(shù)。

節(jié)點(diǎn)7進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解得到9個(gè)頻率從高到低的模態(tài)分量IMF1～I(xiàn)MF9和一個(gè)殘余分量Residual。按照式(3)分別計(jì)算IMF1～I(xiàn)MF9與節(jié)點(diǎn)7的互相關(guān)系數(shù)，IMF1～I(xiàn)MF9系數(shù)記為x1～x9，節(jié)點(diǎn)7系數(shù)記為u，互相關(guān)系數(shù)記為R(xi,u)，如表2所示，最大互相關(guān)系數(shù)為0.971 8，按照參考文獻(xiàn)[6]小于最大互相關(guān)系數(shù)的1/10判斷分量的有效性，主要分量分布于x1、x2，將2個(gè)分量重構(gòu)后數(shù)據(jù)與原節(jié)點(diǎn)7的互相關(guān)系數(shù)為0.996 7，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解重構(gòu)處理后的互相關(guān)系數(shù)可以看出與原節(jié)點(diǎn)信號(hào)一致性較強(qiáng)。本文方法處理后數(shù)據(jù)如圖3(f)所示，通過(guò)與單純的小波包分解相比，本文方法的信噪比和均方根誤差更優(yōu)，如表3所示。3 監(jiān)聽(tīng)水聲信號(hào)去噪分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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