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希尔伯特—黄变换在水雷目标特征提取中的应用

迟慧广  
【摘要】: 在水雷探测和识别中,通过何种方法处理回波才能有效提取目标的特征信息是关键。鉴于以往的时频分析方法存在种种的不足,本文将希尔伯特-黄变换这种新的时频分析方法应用于水雷目标特征提取,研究这种方法的可行性是本文的重点。 本文详细论述了希尔伯特-黄变换时频分析方法的思想及实现方法,对其相关问题进行讨论,并通过对算法的仿真研究,改进算法。文中将希尔伯特-黄变换与小波变换对比,讨论其局部特性;并仿真研究了希尔伯特-黄变换方法抗噪声和抗混响能力,给出信噪比和信混比具体为多大时,能够有效的检测信号。然后,在对目标回波亮点模型进行仿真的基础上,将希尔伯特-黄变换应用于水雷目标特征提取,重点讨论了两个几何亮点结构模型的时延分辨力和幅度的分辨力,并给出了时延和相对幅度满足何种条件时,希尔伯特-黄变换能有效提取目标回波亮点结构。 在本文最后,利用希尔伯特-黄变换方法处理大量实验数据,讨论了这种方法在处理实际水雷目标回波的有效性。首先,用希尔伯特-黄变换方法提取各类目标回波的时频结构特征,并选择、压缩特征,然后利用BP神经网络分类器对真假目标及不同几何形态的目标进行了分类识别,讨论实验结果与理论是否相符,从中验证了这种方法能够有效地提取回波中的亮点结构,达到较好的分类识别效果。


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