[发明专利]一种基于统计分布的舰船辐射噪声特征重组方法

权利要求书

1.一种基于统计分布的舰船辐射噪声特征重组方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一：获取一段舰船辐射噪声样本数据，对有限长舰船辐射噪声功率谱进行11/2维谱分析，获取低频线谱信息；

步骤二：根据步骤一得到的11/2维谱图中的低频线谱分布，作归一化处理，初步获取低频线谱在各频率区间的概率分布；

步骤三：根据步骤一中获取的舰船辐射噪声样本数据，通过短时傅里叶变换方法对所述舰船辐射噪声样本数据的LOFAR谱图进行分析；

步骤四：根据步骤三中获得的LOFAR谱图，将频率范围均匀划分为多个子带空间，分析不同时间内目标信号的时变功率谱在各频率子带空间内的统计分布情况，作归一化处理，进一步获取舰船辐射噪声线谱在各频率子带空间的概率分布；

步骤五：对步骤一中的舰船辐射噪声样本数据进行DEMON谱分析，获取目标信号的低频调制信息；

步骤六：根据步骤五中获得的低频调制信息，分析调制包络的低频成分在不同频率区间的统计分布情况，作归一化处理，得到目标样本的低频调制成分在各频率区间内的概率分布；

步骤七：对步骤五中获得的DEMON谱分析结果进行11/2维谱分析，获得更加纯净的调制谱谱线；

步骤八：根据步骤七中获得的更加纯净的调制谱谱线，缩小各频率区间范围，再次执行步骤六；

步骤九：将步骤二、步骤四、步骤六和步骤八中获得的概率分布特征首尾相接，得到一个高维的特征样本；

步骤十：利用主成分分析法对步骤九中的高维的特征样本进行降维处理，得到基于统计分布的舰船辐射噪声综合特征样本；

步骤十一：选取适合的分类器，对步骤十中获得的特征样本进行训练、识别，完成对舰船类别的分类。

2.根据权利要求1所述的一种基于统计分布的舰船辐射噪声特征重组方法，其特征在于，在步骤一中：利用11/2维谱分析的去噪能力和基频分量加强能力，对目标信号的功率谱进行分析获取低频线谱分量，具体的，对于舰船辐射噪声样本信号的功率谱X(ω)而言，所述功率谱X(ω)的三阶积累量为C_3x＝(τ₁,τ₂)，则所述功率谱X(ω)的对角切片表示为C_3x(τ,τ)(τ₁＝τ₂＝τ)，将对角切片进行Fourier变换的结果C_3x(ω)称为原始信号的11/2维谱，其表达式为：

简化为：

C_3x(ω)＝X^*(ω)[X(ω)*X(ω)] (3)

式中：X(ω)是x(t)的Fourier变换结果；X^*(ω)是X(ω)的复共轭。

3.根据权利要求1所述的一种基于统计分布的舰船辐射噪声特征重组方法，其特征在于，在步骤二中：具体为：

根据步骤一中获得的功率谱中低频线谱分量在频域分布情况，将0-1kHz频带分为W₁＝40个均匀区间，根据下式获得各子带的分布特征值p_w；

式中：k＝Int(N/2W)表示取N/2W的整数部分；另，Δf_s＝f_s/N,f_s＝50kHz,N＝2000，由于不同舰船的辐射噪声强度有所不同，为了建立统一的评价标准对特征值进行归一化处理

Z_1,w＝p_w/Max(p_w),w＝1,2,...,40 (5)

由此提取对信号功率谱进行11/2维谱分析的40维特征向量(Z_1,1,Z_1,2,...,Z_1,40)，由于该方法忽略了信号随时间的变化，因此所述40维特征向量(Z_1,1,Z_1,2,...,Z_1,40)物理意义表征舰船辐射噪声线谱分量在0-1kHz频带内的粗测分布情况。