[发明专利]一种舰船辐射噪声的GDWC听觉特征提取方法

权利要求书

1.一种舰船目标辐射噪声的GDWC听觉特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：提取舰船目标上的辐射噪声，经过模数转换器转换得到辐射噪声序列x(n)；

步骤2：对步骤1得到的辐射噪声序列x(n)进行预处理，得到预处理后的舰船目标辐射噪声信号的输出序列y(n)；

步骤3：对步骤2得到的输出序列y(n)进行短时傅里叶变换，得到舰船目标辐射噪声功率谱p(f)＝|Y(k)|²，其中：

其中：k表示0≤k≤N-1；Y(k)表示舰船目标辐射噪声的频谱；

步骤4：将步骤3得到的舰船目标辐射噪声功率谱，通过Gammatone听觉滤波器组，模拟人耳耳蜗基底膜对声音信号的频率选择特性，得到Gammatone听觉滤波器输出的能量；

E(m)＝∑p(f)·GT_m(f)

其中，m表示Gammatone听觉滤波器的序数，m＝0，1，2，…，M-1；E(m)表示第m个Gammatone听觉滤波器输出的能量；GT_m(f)表示第m个Gammatone滤波器的频率响应传递函数，通过对Gammatone听觉滤波器组的冲击响应函数进行傅里叶变换得到；

步骤5：对步骤4得到的Gammatone听觉滤波器输出的能量进行对数压缩，拟合声声音强度与人耳听觉感受之间的非线性关系：

S(m)＝ln(E(m))

其中S(m)表示对数压缩后的舰船目标辐射噪声的Gammatone能量谱；

步骤6：对步骤5得到的非线性关系进行离散小波变换，最终得到舰船目标辐射噪声的GDWC听觉特征向量：

G(n)＝DWT(S(m))。

2.基于权利要求1所述的一种舰船目标辐射噪声的GDWC听觉特征提取方法，其特征在于，所述步骤2中的预处理包括以下子步骤：

步骤2.1：对舰船目标辐射噪声序列x(n)进行分帧和预加重，并且相邻两帧之间保留40％～50％的重叠部分；

步骤2.2：对每一帧辐射噪声序列进行加窗处理。

3.基于权利要求2所述的一种舰船目标辐射噪声的GDWC听觉特征提取方法，其特征在于，所述步骤2.2中的使用的窗函数为汉明窗，数学表达式为：

y(n)＝x(n)×w(n)

式中：n表示0≤n≤N-1，N为汉明窗的长度；w(n)表示汉明窗系数；x(n)表示输入的舰船目标辐射噪声序列；y(n)表示舰船目标辐射噪声信号经过预处理后的输出序列。

4.基于权利要求1所述的一种舰船目标辐射噪声的GDWC听觉特征提取方法，其特征在于，所述步骤4中的GT_m(f)表达式为：

GT_m(f)＝FFT(g_m(t))，

其中g_m(t)为第m个Gammatone听觉滤波器组的冲击响应函数，表示为：

g_m(t)＝B_mⁿt^n-1exp(-2πBt)·cos(2πf_cmt+φ_m)·u(t)

式中：f_cm表示为第m个Gammatone听觉滤波器的中心频率；φ_m表示为第m个Gammatone听觉滤波器的初始相位；u(t)表示为阶跃函数，当t0时，u(t)＝0，而当t0时，u(t)＝1；B_m表示第m个Gammatone听觉滤波器的带宽。

5.如权利要求4所述的一种舰船目标辐射噪声的GDWC听觉特征提取方法，其特征在于，所述B_m通过下式求得：