基于小波能量谱的舰船辐射噪声分类特性分析

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1、第28卷第10期兵工自动化Vb1．28．No．102o09年l0月OrdnanceIndustryAutomation0ct．2009doi：1O．3969，j．issn．1OO6-l576．20O9．1O．O03基于小波能量谱的舰船辐射噪声分类特性分析陈渊，胡伟文，胡韬(海军工程大学理学院，湖北武汉430033)摘要：根据舰船辐射噪声的“三亮点”模型，采用小波变换，以不同的频率分辨率获取舰船辐射噪声信号相应3个不同频带的小波能量谱，然后计算小波能量谱突变项的水平聚点，据此选取能量谱突变性显著的频段，最后对各能量谱聚点作聚类分析实现特

2、征压缩并确定特征量。在舰船声场通过特性研究中的应用表明，该方法具有识别与分类准确率高的特点。关键词：小波能量谱；频率分辨率；水平聚点；分类中图分类号：TP391．9：0427．5文献标识码：AClassificatiOnCharacteristicAnalysisOfShipRadiatedNoiseBasedOnWaveletPOwerSpectrumCHENYuan，HUWlei—wen，HUTlao(Col1egeofScience，Nava1UniversityofEngineering，Wuhan430033，China)A

3、bstract：Accordingto“three_highlight”modelofshipradiation-noise，usedwaVelettransf0mationandwithdifferentfrequencychangespeedtoobtaintheship—radiation—noise—relatedwaVeletpower．spectrumsfromthreedifferentfrequencybands．Thenca1culated￡he五1eVelflocusofwaVeletpower．spectfums

4、，hereby'frequencybands0fsuddenchangewereselected．Finany，realizedandensuredcharacteristicscOndensatiOnandtheirmeasuresaccordingt0analysisofeachpOwerfocus．Applicationshowsinships0undfiled，themethodhashighaccuracyofrecogniti0nandclassificatiOn．Keywords：WaveletpOwerspectrum

5、；Frequencydistinguishability；levelfOcus；Classification0引言(a，6)：：[(f)()df(1)第二次世界大战后，国内外针对舰船辐射噪声其中，口，∈尺，口>0，上标‘’表示取共轭，开展了大量研究，实验研究和理论分析证明，在正常巡航速度时，舰船辐射噪声能量分布可分为3个，(f)：去()为小波函数，基本小波函数()频带⋯。文献【卜3】分别基于傅里叶变换、小波变换满足可允许性条件。小波变换是2个希尔伯特空间和小波包变换有效地获取了目标的能量分布信息。的等距变换：然而，特征分量的选取分别建

6、立在均分全频带或依E=El()Idr=[[fw(n，)f=据小波尺度的基础上，因而当信号在3个频带能量分布不均时难免产生淹没特征的可能。故采用有“数[￡E(n，)dad6=[E(6)d6=仁n学显微镜”之称的小波分析以不同的频率分辨率获得目标3个频带的小波能量谱，然后利用水平聚其中，E(a=，(n，l2，c2是(f)在小波平面上点量化分析小波能量谱突变性，依此选取特征分量。的能量密度函数，称为小波能量谱；1信号的小波能量谱E()=￡E(口，是沿时间轴的分布，称为时间一舰船辐射噪声能量分布的频带包括：1)尾部螺旋桨空化噪声，主要能量覆盖

7、l000～500OHz；2)小波能量谱；E(口)=￡日E(n，易)曲是沿尺度轴的分中后部(由船尾起l／4船长处)，主机部位，主机振布，称为尺度一小波能量谱。以采样间隔对信号动为主要噪声源，主要能量覆盖l0～l00Hz；3)中(f)进行采样后，式(1)即为：部辅机振动噪声，主要能量覆盖l00～l000Hz。)=()(2)设待分析信号f)∈，对(f)的连续小波变换：收稿日期：2009一O4—20；修回日期：2009一O6—20基金项目：海军工程大学自然科学基金(HGDJJO7OO6)作者简介：陈渊(1986一)，男，江西人，海军工程大学在

8、读硕士研究生，从事武器系统效能评估与信息处理研究。·9·兵工自动化式中，JV为取样点数，f为平移点数。505O5O505O151选取适用于突变信号检测的高斯型子波作为基本小波钔，已被Grossmann和Martinet等