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《哈尔滨工程大学》 2009年
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水声信号处理中的盲解卷积技术研究

张之猛  
【摘要】:多径效应是影响水下被动声纳系统检测性能的重要因素。针对该问题,论文对水声信号源分离中的盲解卷积技术进行了研究。结合已有的盲信号处理研究成果,以线性卷积混合模型为对象,分别针对时间域算法、变换域算法以及源信号数目未知条件下的盲解卷积算法等问题进行研究。提出了几类适用于水声工程领域的盲源分离方法,论文的计算机仿真及实测水声数据分析处理,取得了良好的结果,验证了本文方法的可行性和有效性。论文的主要研究内容包括: (1)基于舰船辐射噪声实测数据,分析了水声信号的非高斯分布特性,为盲信号处理技术用于水声信号源分离,提供了先验知识积累。针对舰船辐射噪声的非平稳特征,研究了循环频率估计和经验模态分解两种非平稳信号处理方法,用于提取螺旋桨噪声中的低频线谱,为后续章节中的实测数据盲源分离实验所获得的源估计信号作进一步分析,奠定了理论基础。 (2)研究了两种基于二阶统计量的水声多途信道时域盲解卷积算法。针对盲源分离中存在的幅度模糊问题,提出了一种应用参考信号估计信道参数,利用自适应逆滤波分离源估计信号的盲源恢复算法。该方法可同时获得源信号的时序结构与幅度信息,这对声纳信号处理是很有帮助的;为改善长时延下时域算法计算量过大问题,提出了一种时域与频域相结合的盲解卷积算法,在频域中进行自适应滤波器权向量的更新,在时域中完成信号波形的分离。 (3)分析和研究了变换域中的水声信号盲分离问题。针对实际中源信号间存在的相干分量会造成盲源分离性能下降的情况,提出了一种基于小波包变换子带分解的盲解卷积算法,通过最小化源信号间的互信息来降低源信号间的依赖性。算法可分别在时间域或小波域内进行未知源的分离。 (4)分析和研究了源信号数目未知,且系统为欠定条件下的稀疏源盲分离算法的整体思路。基于短时傅里叶变换,提出了一种接收传感器数目和空间分布任意情况下的利用二分提取的欠定稀疏源盲分离算法。最后设计了实际中盲源分离的总体框架,并用于舰船辐射噪声实测数据的盲源分离实验中。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TB566

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王启勇;目标回波与混响的盲分离技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊紫英;朱锡清;;基于LOFAR谱和DEMON谱特征的舰船辐射噪声研究[J];船舶力学;2007年02期
2 王永川,陈自力,刘增田;基于小波分解的时变信道盲辨识[J];测试技术学报;2005年01期
3 杨建文;贾民平;许飞云;;经验模式分解在循环平稳故障信号分析中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2006年01期
4 罗利春;;Zoom-FFT的改进、频谱反演与时-频局部化特性[J];电子学报;2006年01期
5 姜卫东,陆佶人,张宏滔;基于单个频点的水声信号盲源分离[J];电子与信息学报;2005年04期
6 姜卫东;陆佶人;张宏滔;高明生;;基于邻近频点相关特性的水声信号盲源分离[J];电子与信息学报;2006年09期
7 郭业才;何龙庆;韩迎鸽;赵俊渭;;盲均衡技术在水声信道均衡中的应用进展[J];舰船科学技术;2007年02期
8 孔薇,杨杰,周越;一种改进的最大熵方法在船舶辐射噪声盲分离中的应用[J];上海交通大学学报;2004年12期
9 钟佑明,金涛,秦树人;希尔伯特-黄变换中的一种新包络线算法[J];数据采集与处理;2005年01期
10 倪晋平,马远良,张忠兵;一种强干扰下超弱水声信号自适应盲分离的快速算法[J];声学技术;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杨德森;战国辰;刘星;;低噪声水下目标辐射噪声测量的新方法研究[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 倪晋平;水声信号盲分离技术研究[D];西北工业大学;2002年
2 郭业才;基于高阶统计量的水下目标动态谱特征增强研究[D];西北工业大学;2003年
3 肖瑛;基于水声信道的盲均衡算法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 袁连喜;线性盲源分离算法的理论与应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 侯铁双;舰船噪声通过特性的时频分析[D];西北工业大学;2002年
2 李长柏;基于高阶谱和循环谱的舰船噪声多源特征分离研究[D];西北工业大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖娟;郭业才;季童莹;;An Orthogonal Wavelet Transform Fractionally Spaced Blind Equalization Algorithm Based on the Optimization of Genetic Algorithm[J];Journal of China Ordnance;2011年02期
2 杜奎;程广利;;基于艇载设备的潜艇噪声监测方法[J];兵工自动化;2010年02期
3 章新华;水下目标自动识别的核心技术[J];兵工学报;1998年03期
4 郭业才;韩迎鸽;赵俊渭;;一个新的串联式自适应谱线增强器[J];兵工学报;2006年04期
5 郭业才;赵俊渭;;奇数阶累积量的计算优化及其应用[J];兵工学报;2006年06期
6 刘永伟;商德江;李琪;陈梦英;;含悬浮泥沙颗粒水介质的声吸收实验研究[J];兵工学报;2010年03期
7 冯源;陶然;;加速旋转螺旋桨脉动噪声干扰特性及抑制方法研究[J];兵工学报;2010年06期
8 刘振兴;郭业才;高敏;赵雪清;;多小波模糊神经网络盲均衡算法[J];兵工学报;2010年09期
9 曾文德;王永生;杨琼方;;全附体潜艇流噪声数值计算[J];兵工学报;2010年09期
10 段向阳;王永生;苏永生;张永祥;;基于声压测量的离心泵空化监测[J];兵工学报;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李凡;郭圣明;郭新毅;陈耀明;;环境不确定条件下的声纳性能预报[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
2 黎雪刚;杨坤德;;回转体流噪声的数值计算与特性分析[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
3 韩梅;程艳合;宋汝刚;;声纳浮标区域阵型建模与研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
4 范培勤;笪良龙;晋朝勃;韩梅;;浅海中声纳系统最优工作深度选择研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
5 晋朝勃;胡刚强;史广智;李玉阳;;一种采用支持向量机的水中目标识别方法[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
6 孙静;郭业才;;基于混沌优化的正交小波多模盲均衡算法[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
7 史广智;胡均川;笪良龙;;水声目标DEMON线谱仿真研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
8 向龙凤;孙超;杜金燕;;基于凸优化的舰船辐射噪声仿真[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
9 张刚强;董阳泽;刘平香;;基于OPNET的水声网络协议攻击方法性能仿真研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
10 李宏坤;丁健;练晓婷;;基于频率分辨率评价模型的柴油机状态识别[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 胡鹏涛;浅海中声能量分布的不均匀性对潜艇辐射噪声测量的影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 雷亚辉;水下目标的时间反转法声探测技术应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 么彬;多子阵波束域高分辨水声成像技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 黄伟国;基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 米建勋;带参考信号的独立分量分析理论及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 赵敏;盲信号分离的原理及其关键问题的研究[D];华南理工大学;2010年
10 赵晓丹;基于非先验函数系的信号识别[D];江苏大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高昌鑫;Hilbert-Huang变换改进算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
2 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
3 张磊涛;HHT在结构健康监测中的应用研究[D];浙江理工大学;2010年
4 何文翔;矢量传感器多普勒定位研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 陈乃锋;MFSK水声通信信号处理子系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 范波;多途信道下的水下目标模拟器显控软件设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 谭学者;水下低频隔声特性理论与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 朱坤;声相关计程仪测速技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 李婷;浅海表面噪声矢量场时空相关特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 齐崇阳;低频远程海底混响简正波建模研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张洪渊,史习智;一种任意信号源盲分离的高效算法[J];电子学报;2001年10期
2 刘琚,何振亚;盲源分离和盲反卷积[J];电子学报;2002年04期
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4 康春玉;章新华;韩东;;盲源分离与高分辨融合的DOA估计与信号恢复方法[J];自动化学报;2010年03期
5 祝献,赵航芳,宫先仪;混响背景下宽带信号的检测[J];声学与电子工程;2004年01期
6 孙文俊;马远良;杨益新;;非瑞利混响背景下接收机工作特性曲线仿真[J];声学与电子工程;2007年01期
7 胡浩涵;方世良;魏占海;徐步安;;基于时空主分量反演的抗混响弱信号检测[J];声学与电子工程;2008年02期
8 倪晋平,马远良,张忠兵;一种强干扰下超弱水声信号自适应盲分离的快速算法[J];声学技术;2002年03期
9 高洁;李磊;刘云涛;蔡惠智;;主动声纳直达波干扰抑制的盲分离算法[J];声学技术;2009年04期
10 许策;赵相霞;章新华;兰英;;混响背景下主动声纳接收信号的可分离性探讨[J];声学技术;2010年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 丛丰裕;面向目标感知的盲信号处理算法研究[D];上海交通大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 章新华;水下目标自动识别的核心技术[J];兵工学报;1998年03期
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9 李育杉,戴宪华;小波建模在时变信道盲识别中的应用[J];电路与系统学报;2002年02期
10 刘琚,张新刚,孙建德;一种基于ICA的图像水印方法[J];电路与系统学报;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 倪晋平;水声信号盲分离技术研究[D];西北工业大学;2002年
2 王峰;基于高阶统计量的水声信道盲均衡理论与算法[D];西北工业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张晓琴;基于高阶谱理论盲均衡算法的研究[D];太原理工大学;2003年
2 马雪利;高速水下声通信技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
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1 宋蕾;张立毅;;对基于变动量项前馈神经网络盲源分离算法的研究[J];科技情报开发与经济;2007年09期
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3 吴微东,庄哲民;基于盲源分离的一种快速独立分量分析算法[J];汕头大学学报(自然科学版);2004年02期
4 王昆;;盲源分离问题的分析研究[J];科技信息;2008年29期
5 王昆;刘勃妮;;基于自然梯度算法及其改进算法的盲源分离[J];科技资讯;2008年32期
6 岳阳光;许世宏;张虎城;;盲源分离技术在气象雷达中的应用[J];微计算机信息;2009年22期
7 杨晓梅;;基于稀疏表征的欠定盲源分离的研究[J];科技信息;2011年01期
8 倪晋平,马远良,张忠兵;一种强干扰下超弱水声信号自适应盲分离的快速算法[J];声学技术;2002年03期
9 许策;章新华;范永峰;;单传感器声纳浮标场的盲分离算法[J];声学技术;2007年03期
10 韩仲志;黄汉明;叶洪涛;匡贵娟;;多通道同步信号采集与盲源分离研究[J];广西物理;2007年04期
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1 赵菁菁;陆佶人;;频域盲解卷积技术在水声信号处理中的应用[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
2 莫世奇;杨德森;时胜国;;同伦算法在水声信号处理中的应用[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
3 马远良;;水声信号处理面临的挑战与发展潜力[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
4 吴国清;陈耀明;;时间反转盲解卷积技术[A];2009’中国西部地区声学学术交流会论文集[C];2009年
5 解德鹏;景新幸;杨海燕;高珊;;基于声源定位和盲源分离的语音提取技术[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
6 周祥;樊涛;;基于盲源分离的储油罐底腐蚀混叠信号的识别与分离[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
7 柴晶晶;陈文超;高静怀;;基于欠定盲源分离的地震盲反褶积方法[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
8 徐旭;郭崇慧;;稀疏成分分析的简要综述[A];中国运筹学会第十届学术交流会论文集[C];2010年
9 钟振茂;陈进;钟平;;机械故障诊断中的多源分离方法[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
10 高磊;陈文超;高静怀;;基于盲源分离的面波压制方法[A];中国地球物理·2009[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 ;WCC2000中的八大技术专题[N];中国计算机报;2000年
2 记者 沈朝晖 通讯员 李湘虹;高新区五家院士工作室初露峥嵘[N];宁波日报;2009年
3 本报评论员;孕育中国科学的未来[N];科技日报;2002年
4 本报记者 张超;许枫:筑水下安保长城[N];科技日报;2009年
5 本报记者 李琼燕 通讯员 宋强;国防科研教育新秀[N];陕西日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张之猛;水声信号处理中的盲解卷积技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 高云超;希尔伯特—黄变换在水声信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 王宇;机械噪声监测中盲信号处理方法研究[D];昆明理工大学;2010年
4 刘佳;单通道盲源分离及其在水声信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 李灯熬;基于循环平衡理论的盲源分离算法[D];太原理工大学;2010年
6 高建彬;盲源分离算法及相关理论研究[D];电子科技大学;2012年
7 徐先峰;利用参量结构解盲源分离算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
8 张晓丹;基于盲源分离技术的工程结构模态参数识别方法研究[D];北京交通大学;2010年
9 郭靖;盲源分离的时频域算法研究[D];重庆大学;2012年
10 袁连喜;线性盲源分离算法的理论与应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
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1 王彦强;卷积混合旋转机械故障信号的盲分离[D];华东交通大学;2012年
2 焦东立;基于压缩感知的盲信号处理技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 沈沂;盲解卷积在声信号诊断中的应用研究[D];昆明理工大学;2010年
4 周鋆卿;运动平台盲源分离技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
5 刘卫菠;通信信号盲源分离的高效算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
6 赵军;基于独立分量分析和基音提取技术的盲源分离[D];西安理工大学;2005年
7 牛奕龙;盲源分离算法研究[D];西北工业大学;2005年
8 贺海港;盲源分离在通信信号分离中的应用[D];西安电子科技大学;2010年
9 宋跃辉;基于DSP的语音信号盲源分离[D];西安理工大学;2005年
10 许鹏飞;卷积混合数字通信信号的盲源分离[D];西安电子科技大学;2010年
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