基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的Morse碼自動(dòng)譯碼算法
發(fā)布時(shí)間:2021-01-07 12:35
在軍用和民用領(lǐng)域,Morse電報(bào)一直是一種重要的短波通信手段,但目前的自動(dòng)譯碼算法仍然存在準(zhǔn)確率低、無法適應(yīng)低信噪比和不穩(wěn)定的信號(hào)等問題。該文引入深度學(xué)習(xí)方法構(gòu)建了一個(gè)Morse碼自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型由卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、雙向長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)和連接時(shí)序分類層組成,結(jié)構(gòu)簡單,且能夠?qū)崿F(xiàn)端到端的訓(xùn)練。相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,該譯碼系統(tǒng)在不同信噪比、不同碼速、信號(hào)出現(xiàn)頻率漂移以及不同發(fā)報(bào)手法引起的碼長偏差等情況下,均能取得較好的識(shí)別效果,性能優(yōu)于傳統(tǒng)的自動(dòng)識(shí)別算法。
【文章來源】:電子與信息學(xué)報(bào). 2020,42(11)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
特征序列與時(shí)頻圖的對(duì)應(yīng)
氖背こ?現(xiàn)偏差,且隨著發(fā)報(bào)人手法不同,這個(gè)偏差會(huì)不同。實(shí)驗(yàn)中,給Morse信號(hào)中的每個(gè)點(diǎn)劃的頻率隨機(jī)加上0~350Hz/s漂移率(單位時(shí)間內(nèi)的漂移量)的線性漂移,同時(shí)給點(diǎn)劃長度乘以一個(gè)0.9~1.1的隨機(jī)誤差系數(shù),以模擬手工偏差,信號(hào)時(shí)頻圖如圖6所示。經(jīng)過上述處理后,信號(hào)識(shí)別結(jié)果如表3所示。結(jié)果表明,隨著頻率漂移和碼長偏差情況的逐個(gè)加入,識(shí)別準(zhǔn)確率逐漸下降,但是依然能保持在一個(gè)較高水平,說明本文算法在一些復(fù)雜環(huán)境中具有較好的魯棒性,且能適應(yīng)不同發(fā)報(bào)手法的電報(bào)。圖4多模型識(shí)別準(zhǔn)確率對(duì)比表2數(shù)據(jù)集組成碼速(wpm)信噪比(dB)數(shù)目訓(xùn)練集25,30,4040,30,20,10,6,3,–3,–6,–8,–1025000/50000驗(yàn)證集25,30,4040,30,20,10,6,3,–3,–6,–8,–102500測試集25,30,4040,30,20,10,6,3,–3,–6,–8,–1025002646電子與信息學(xué)報(bào)第42卷
4(00)00180-4.[4]GOLDB.Machinerecognitionofhand-sentMorsecode[J].IRETransactionsonInformationTheory,1959,5(1):17–24.doi:10.1109/TIT.1959.1057478.[5]WUChungminandLUOChinghsing.Morsecoderecognitionsystemwithfuzzyalgorithmfordisabledpersons[J].JournalofMedicalEngineering&Technology,2002,26(5):202–207.doi:10.1080/03091900210156904.[6]WANGYaqi,SUNZhonghua,andJIAKebin.AnautomaticdecodingmethodforMorsesignalbasedonclusteringalgorithm[C].The12thInternationalConference[7]圖5多模型識(shí)別速度對(duì)比圖6出現(xiàn)頻率漂移和碼長偏差的Morse信號(hào)表3頻率漂移和碼長偏差情況下的譯碼準(zhǔn)確率字準(zhǔn)確率(%)詞準(zhǔn)確率(%)原始信號(hào)99.9299.65頻率漂移96.2391.71頻率漂移+碼長偏差95.8890.40表4有無頻漂時(shí)去掉CNN前后譯碼性能迭代次數(shù)字準(zhǔn)確率(%)詞準(zhǔn)確率(%)有CNN,無頻漂2399.9299.65無CNN,無頻漂4292.7173.90有CNN,有頻漂2696.2391.71無CNN,有頻漂4763.1120.35第11期游凌等:基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的Morse碼自動(dòng)譯碼算法2647
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多尺度人臉檢測[J]. 劉宏哲,楊少鵬,袁家政,王雪嶠,薛建明. 電子與信息學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]Morse報(bào)自動(dòng)譯碼算法研究[J]. 王亞琦,孫中華,賈克斌. 信號(hào)處理. 2017(11)
碩士論文
[1]摩爾斯短波無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究[D]. 韋醒超.湖南大學(xué) 2017
本文編號(hào):2962566
【文章來源】:電子與信息學(xué)報(bào). 2020,42(11)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
特征序列與時(shí)頻圖的對(duì)應(yīng)
氖背こ?現(xiàn)偏差,且隨著發(fā)報(bào)人手法不同,這個(gè)偏差會(huì)不同。實(shí)驗(yàn)中,給Morse信號(hào)中的每個(gè)點(diǎn)劃的頻率隨機(jī)加上0~350Hz/s漂移率(單位時(shí)間內(nèi)的漂移量)的線性漂移,同時(shí)給點(diǎn)劃長度乘以一個(gè)0.9~1.1的隨機(jī)誤差系數(shù),以模擬手工偏差,信號(hào)時(shí)頻圖如圖6所示。經(jīng)過上述處理后,信號(hào)識(shí)別結(jié)果如表3所示。結(jié)果表明,隨著頻率漂移和碼長偏差情況的逐個(gè)加入,識(shí)別準(zhǔn)確率逐漸下降,但是依然能保持在一個(gè)較高水平,說明本文算法在一些復(fù)雜環(huán)境中具有較好的魯棒性,且能適應(yīng)不同發(fā)報(bào)手法的電報(bào)。圖4多模型識(shí)別準(zhǔn)確率對(duì)比表2數(shù)據(jù)集組成碼速(wpm)信噪比(dB)數(shù)目訓(xùn)練集25,30,4040,30,20,10,6,3,–3,–6,–8,–1025000/50000驗(yàn)證集25,30,4040,30,20,10,6,3,–3,–6,–8,–102500測試集25,30,4040,30,20,10,6,3,–3,–6,–8,–1025002646電子與信息學(xué)報(bào)第42卷
4(00)00180-4.[4]GOLDB.Machinerecognitionofhand-sentMorsecode[J].IRETransactionsonInformationTheory,1959,5(1):17–24.doi:10.1109/TIT.1959.1057478.[5]WUChungminandLUOChinghsing.Morsecoderecognitionsystemwithfuzzyalgorithmfordisabledpersons[J].JournalofMedicalEngineering&Technology,2002,26(5):202–207.doi:10.1080/03091900210156904.[6]WANGYaqi,SUNZhonghua,andJIAKebin.AnautomaticdecodingmethodforMorsesignalbasedonclusteringalgorithm[C].The12thInternationalConference[7]圖5多模型識(shí)別速度對(duì)比圖6出現(xiàn)頻率漂移和碼長偏差的Morse信號(hào)表3頻率漂移和碼長偏差情況下的譯碼準(zhǔn)確率字準(zhǔn)確率(%)詞準(zhǔn)確率(%)原始信號(hào)99.9299.65頻率漂移96.2391.71頻率漂移+碼長偏差95.8890.40表4有無頻漂時(shí)去掉CNN前后譯碼性能迭代次數(shù)字準(zhǔn)確率(%)詞準(zhǔn)確率(%)有CNN,無頻漂2399.9299.65無CNN,無頻漂4292.7173.90有CNN,有頻漂2696.2391.71無CNN,有頻漂4763.1120.35第11期游凌等:基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的Morse碼自動(dòng)譯碼算法2647
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多尺度人臉檢測[J]. 劉宏哲,楊少鵬,袁家政,王雪嶠,薛建明. 電子與信息學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]Morse報(bào)自動(dòng)譯碼算法研究[J]. 王亞琦,孫中華,賈克斌. 信號(hào)處理. 2017(11)
碩士論文
[1]摩爾斯短波無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究[D]. 韋醒超.湖南大學(xué) 2017
本文編號(hào):2962566
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