基于漁探儀的目標雙譜特征提取
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在水聲信號分析與處理領域中相關函數及相應的功率譜得到了廣泛的應用，對于高斯隨機過程來說，掌握了其均值與自相關函數就等于掌握了由高斯過程所確定的任意維高斯隨機變量的概率密度函數，通過高斯過程的均值與自相關函數就有可能充分利用過程所包含的全部統計特性。然而對于非高斯隨機過程來說，并不具有這樣的特點。研究高于二階的高階矩，目的是為了有可能在更充分的意義上分析并利用非高斯隨機過程。由高階矩分析引出了與它直接相聯系的高階累積量與高階累積量譜(高階譜)的概念［1］。雙譜是高階譜中階數為三的一種情況，其應用也最廣泛。本文基于水下目標輻射噪聲信號的非高斯特性，提取了漁探儀采集到的5類水下目標信號的雙譜特征，取得了令人滿意的效果。
1目標信號的雙譜特征提取方法［2］
在實際的隨機信號分析與處理中，不論是決定隨機變量或隨機過程統計特性的概率密度函數，也不論是各類統計特性，比如：自相關函數、均方差、均值、高階譜往往不能得到嚴格意義上的真值，而不得不代之以實際“真實值”存在差異的所謂“估計值”。如同譜估計被分為非參數和參數化兩大類方法一樣，雙譜估計也分為非參數化和參數化兩種［3］。下面給出非參數化雙譜估計的一種直接算法。
步驟 1 將數據{X1，…，XN，}分成K段，每段M個樣本，即N=KM，并減去每段的樣本均值。
步驟 2 計算每段的DFT系數
步驟3計算
樣本間所要求的空間：N0和L1滿足M=(2L1+1)N0；
步驟4所給數據的雙譜估計值由K段的平均結果給出［4］，即
本文在湖上實驗時采用發射換能器發射的不同頻率信號代替魚群信號。在實驗數據當中取五類發射頻率不同的信號代表五類目標，分別為A類、B類、C類、D類、E類。所用數據的采樣頻率為50kHz，信噪比不小于6dB，分析信號的樣本長度為102400點。計算雙譜時，將每個樣本劃分為100段，每段長為1024點，最后得到512×512點的雙譜幅度譜。考慮到漁探儀的硬件濾波帶寬，在特征提取時只采用信號低頻段(0
圖１五類漁探儀目標信號的雙譜三維特征圖
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