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《中北大学》 2010年
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复杂背景下目标声信号特征提取及其关键技术研究

沈志远  
【摘要】: 随着武器装备的逐步信息化、智能化和微型化,目标的探测识别技术已经成为军事智能系统的前沿学科。而目标识别的关键是目标特征的提取,与温度、形状、空间位置及质量分布等其它目标特征相比,声信号能够绕过障碍物传播,不受能见度及气候等自然条件限制,因此它更容易被声探测器获取,成为战场目标识别的重要特征。目前对目标声信号的特征提取主要从时域、频域及时频域等方面进行分析,但是在战场环境中目标声信号容易受到各种背景噪声和杂波的干扰,使传统方法不能快速、有效地提取目标声特征。 本文根据战场目标声信号的低信噪比及短时平稳性特点,分析了常用的目标声信号特征提取方法和功率谱估计发展现状,提出利用AR模型谱估计提取目标声信号的特征。但是Burg法谱估计在估计战场目标声信号的正弦分量频率时存在谱线分裂和谱峰偏移等缺点,本文提出一种改进的谱估计方法,即利用改进的Burg法与Welch法相结合的方法来估计目标声信号的功率谱。 运用改进方法分别对单目标声信号和存在干扰的目标声信号进行功率谱估计,从谱线形状、谱线起伏程度、特征频率及能量分布情况等方面提取目标的特征,并运用灰色关联分析进行目标识别。实验表明,与传统方法相比,改进的谱估计方法能够准确地提取目标声信号特征。
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