基于小波包分解和支持向量机的舱音识别技术

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1、中图分类号：TP391．4学科分类号：081104论文编号：102870310—0052硕士学位论文’‘基于小波包分解和支持向量机的舱音识别技术．研究生姓名缪鹏学科、专业模式识别与智能系统研究方向智能控制与应用指导教师王从庆教授金伙南京航空航天大学研究生院自动化学院二O—O年一月／一．●L◆●NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchool。CollegeofAutomationEngineeringf幽IlllIlll／／llr／Ifll／llllfl／／lll

2、l／l／lllrllrJIIFIIIIIllrllIIEIIII!Y181057AircraftcockpitvoicesignalrecognitionbasedonWaveletpackettransformandSupportVectorMachineAThesisinPattemRecognitionandIntelligentSystembyMiaoPengAdvisedbyProfessorWangCongqingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegre

3、eofMasterofEngineeringJanuary,2010j■一一d^承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)

4、作者签名：丝丝El期：副旦经主旦门旦j，r一南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着社会进步和民航业的迅猛发展，政府、航空公司和公众对航空安全的要求越来越高。飞机上用来记录各类声音数据的设备一驾驶舱话音记录器(CockpitVoiceRecorder，CVR．)，简称舱音记录器，是飞机黑匣子中重要组件之一。CVR记录的背景声音在飞机飞行安全、飞行事故调查中起着不可替代的作用，但由于空中气流引起机身颤抖等诸多因素使得CVR记录的背景声音十分复杂．针对CVR中记录的声信息多而复杂、频率范围宽、信号非平稳等特点，本文结合小波包变换及支持向量机的方法

5、，从CVR的背景声中分离出有用的信号，并对分离后的信号进行分类，有效地实现了CVR背景声的识别，对确定航空事故原因及保障未来飞行安全，都具有重要的实用价值。本文的主要工作如下：·首先，对中国民用航空总局航空安全技术中心建立的“飞机舱音信息样本库”中的混合舱音信号分离的结果，应用小波包子带能量方差算法进行端点检测，得到单个独立的开关、旋钮、警报等声音样本。其次，对通过端点检测的单个开关声等声音样本进行小波包分解，以分解得到的子带能量作为信号的初始特征，再根据最大距离准则选取最优小波包基，从而确定最终的特征向量用于分类识别。随后本文通过支持向

6、量机引入核函数，并深入研究了不同核函数的性质。通过将核函数分为局部性核函数和全局性核函数，在保持原有核函数基本特性的基础上，对其进行了组合，引入了混合核函数的支持向量机。最后本文进一步分析了基于混合核函数的支持向量机多类分类算法，结合构建最优二叉树的方法来对CVR非话语背景声信号进行分类识别。取得了较理想的分类准确性和实时性．本文的研究对于有效判断CVR背景声中所蕴含的内容，确定飞机事故原因都将具有重要的意义．关键词：舱音记录器，小波包变换，端点检测，子带能量方差，最优小波包基，混合核函数，最优二叉树，支持向量机基于小波包分解和支持向量机

7、的舱音识别技术ABSTRACTWithsocialprogressandrapiddevelopmentofthecivilaviationindustry,govemmen‘airlinersandpublicrequireacriticalsafetyofaviationindustry．TheequipmentinaircraftusedtOrecordvariousvoicedatainaircr埴-thecockpitvoicerecorder(CockpitVoiceRecorder,CVR)，isoneofimportant

8、modulesintheairplaneflightrecorder．TherecordingcabinsoundofCVRisplayingtherolewhichcannotbesubst