水面船只信号检测与特征提取研究

船只在水中运行时会辐 射出噪声，当该噪声传到浅 海，其频率低于简正波截止 频率时，舰船辐射噪声会严 重衰减，通过海底以舰船地 震波的形式传播。舰船地震 波作为一种新型的物理场， 在水面船只探测方面具有重 要的研究价值。在国内，舰 船地震波的特性和应用研究 尚处在初级阶段，而水面船 只信号的检测和特征提取是 实现水面船只监控的关键。 本书对舰船地震波的极化特 性和调制特性进行了分析， 将其应用到水面船只检测和 听觉特征提取中，旨在为水 面船只远距离探测提供新的 思路和技术支持。 本书的主要研究内容如 下。 第1章，绪论。阐述本书 的研究背景和意义，以及目 前对舰船地震波特性和应用 的研究情况，指出水声目标 检测和听觉特征提取方法尚 待解决的问题。概述矢量信 号极化分析方法研究情况。 第2章，舰船地震波基础 理论。阐述本书中所用到的 基础理论，包括舰船地震波 线谱和连续谱的时域和频域 特性、极化特性，以及极化 分析方法，介绍舰船地震波 信号的统计量计算模型和听 觉计算模型。 第3章，舰船地震波信号 极化特性分析与线谱检测研 究。首先，对地震波线谱信 号进行建模。其次，利用极 化分析方法对线谱信号的极 化特性进行分析，对适用于 线谱信号的极化参数进行选 取。再次，研究线谱极化滤 波算法，分析极化滤波函数 的影响因素。根据极化滤波 函数影响因素，研究四阶累 积量极化分析方法和多重自 相关极化分析方法，以及相 应的线谱极化滤波算法。最 后，利用仿真和海上实验数 据验证所提算法的有效性。 第4章，舰船地震波信号 调制特性分析与听觉特征提 取研究。首先，对舰船地震 波的调制特性进行分析。其 次，研究舰船地震波包络调 制信号移频处理的心理声学 特征参数变化规律。再次， 根据舰船地震波具有包络调 制特性及水声听音处理时往 往根据“节奏感”识别水声目 标的特点，分析时变响度特 征提取对于舰船地震波包络 调制信号的适用性。在此基 础上，提出舰船地震波包络 调制信号的节拍响度变化量 特征提取算法。最后，分析 听觉滤波器对于舰船地震波 线谱信号的提取性能，研究 等带宽三角形滤波器倒谱系 数特征。 第5章，结论。归纳所做 工作，并给出研究结论，提 炼本书研究的创新点，以及 指出需要进一步研究的问题 。

第1章 绪论 1.1 本书研究背景与意义 1.2 舰船地震波特性研究概况 1.3 舰船地震波应用研究概况 1.3.1 线谱检测方法研究概况 1.3.2 听觉特征提取方法研究概况 1.4 矢量信号极化分析方法研究概况 第2章 舰船地震波基础理论 2.1 引言 2.2 舰船地震波信号频谱特性 2.3 舰船地震波信号极化特性和分析方法 2.3.1 舰船地震波线谱信号极化特性 2.3.2 地震波极化分析方法 2.4 舰船地震波信号统计量计算方法 2.5 舰船地震波信号听觉计算模型 2.5.1 心理声学参数计算模型 2.5.2 听觉滤波器模型 2.6 本章小结 第3章 舰船地震波信号极化特性分析与线谱检测研究 3.1 引言 3.2 地震波线谱信号模型 3.3 舰船地震波线谱信号极化特性分析 3.4 线谱极化滤波算法 3.4.1 极化滤波函数影响因素分析 3.4.2 线谱极化滤波算法仿真分析 3.5 线谱四阶累积量极化滤波算法 3.5.1 四阶累积量极化分析方法 3.5.2 线谱四阶累积量极化滤波算法仿真分析 3.6 线谱多重自相关极化滤波算法 3.6.1 多重自相关极化分析方法 3.6.2 线谱多重自相关极化滤波算法仿真分析 3.7 实验数据处理 3.8 本章小结 第4章 舰船地震波信号调制特性分析与听觉特征提取研究 4.1 引言 4.2 舰船地震波信号调制特性分析 4.3 舰船地震波包络调制信号移频处理的心理声学特征参数变化规律研究 4.3.1 信号仿真分析 4.3.2 响度变化规律仿真分析 4.3.3 尖锐度变化规律仿真分析 4.3.4 调制特性变化规律仿真分析 4.3.5 舰船地震波包络调制信号实验分析 4.4 舰船地震波包络调制信号的时变响度特征提取研究 4.4.1 时变响度特征提取及其适用性分析 4.4.2 节拍响度变化量特征提取算法 4.5 舰船地震波信号的听觉滤波器特征提取研究 4.5.1 听觉滤波器对舰船地震波线谱信号的提取性能 4.5.2 等带宽三角形滤波器倒谱系数特征 4.5.3 实验结果与分析 4.6 本章小结