艦船輻射噪聲的混沌特征提取方法研究.pdf

1、水下目標(biāo)特征提取技術(shù)在現(xiàn)代水聲信號(hào)處理領(lǐng)域具有十分重要的意義。將混沌理論應(yīng)用于水下信號(hào)處理，通過相空間重構(gòu)、混沌特征參數(shù)提取等非線性時(shí)間分析方法可以達(dá)到對(duì)艦船信號(hào)識(shí)別的目的。本文以基于混沌理論的非線性時(shí)間序列分析為基礎(chǔ)，圍繞艦船輻射噪聲的特征提取這一主題，進(jìn)行了如下工作： 1.在相空間重構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)Takens嵌入定理進(jìn)行了研究，并對(duì)重構(gòu)的兩個(gè)參數(shù)—延遲時(shí)間和最小嵌入維數(shù)進(jìn)行了估計(jì)。利用平均互信息法確定相空間重構(gòu)的時(shí)間延遲。利

2、用偽最鄰近點(diǎn)法確定相空間重構(gòu)的最小嵌入維數(shù)。介紹了非線性動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)變量之間的信息流概念，有助于進(jìn)一步了解非線性的本質(zhì)。 2.研究了基于相空間重構(gòu)的非線性局部投影濾波方法，該方法的原理是將低維的時(shí)間序列拓展到高維的相空間，將高維相空間分解為兩個(gè)正交的子空間，將具有較小特征值的特征矢量所在的流形向較大的特征值所在的特征矢量投影。利用局部投影濾波方法對(duì)艦船輻射噪聲進(jìn)行降噪，可以較好地恢復(fù)波形和相空間軌跡。 3.研究了艦船輻射

3、噪聲的特征提取方法。通過對(duì)艦船輻射噪聲進(jìn)行關(guān)聯(lián)維數(shù)、最大Lyapunov指數(shù)、h2熵等混沌特征參數(shù)的提取，結(jié)果表明：利用關(guān)聯(lián)維數(shù)的確可以對(duì)不同的艦船目標(biāo)進(jìn)行分類；由于艦船輻射噪聲具有正的最大Lyapunov指數(shù)及正的h2熵，說明艦船輻射噪聲中確實(shí)有混沌成分存在。 4.研究了基于相空間重構(gòu)的遞歸圖及定量遞歸分析。通過對(duì)艦船輻射噪聲遞歸圖的分析及對(duì)定量遞歸分析特征量的計(jì)算，得出：艦船輻射噪聲的遞歸圖與其混沌特征量如關(guān)聯(lián)維數(shù)之間存在著