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1、第37卷第6期舰船科学技术Vol.37,No.62015年6月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYJun.,2015盲源分离技术在水声信号中的应用研究王成刚,游应强,张博(武汉工程大学机电工程学院,湖北武汉430205)摘要:通过研究α稳定分布,提出海洋噪声、舰船辐射噪声等符合低阶α稳定分布,在进行对称α稳定分布且独立的随机源信号进行盲分离处理时,若仍然采用高斯分布将不收敛。本文设计了分数低阶矩阵盲源分离算法,最后通过实验对比本文所设计算法和时延分离算法。实验结果表明:本文所设计的算法
2、对于α稳定分布且有独立的随机信号,具有较好的收敛性,能够有效实现盲源信号分离。通过从复杂的海洋噪声中仍能较好地提取出船舱辐射噪声的实验,说明即使信噪比发生变化,源信号分离后相似系数较分离前仍然有稳定地提高。关键词:盲源分离;水声信号;α稳定分布;分数低阶矩阵中图分类号:U665.26文献标识码:A文章编号:1672-7649(2015)06-0196-03doi:10．3404/j．issn．1672-7649．2015．06．044Researchonblindseparationtechnol
3、ogyanditsapplicationofunderwateracousticsignalsWANGCheng-gang,YOUYing-qiang,ZHANGBo(SchoolofMechanicalandElectrical,WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430202,China)Abstract:Bystudyingαstabledistribution,Thisarticleputforwardoceannoise,shipradiatednoiseco
4、nsistentwithlow-levelstabledistribution.WhendealwithsymmetricαstabledistributionsandindependentrandomsourcesignaltoblindSeparation,ifyouarestillusingaGaussiandistributionnottoconverge.Sowedesignmatrixfractionallowerorderblindsourceseparationalgorithm.
5、Finally,compareddelayseparationalgorithmandalgorithmdesignedinthispaperbyexperimental.Theresultsshowthat:algorithmdesignedinthispaperforstableandindependentrandomsignaldistributionhasbetterconvergenceandeffectivelyachieveblindsourceseparation.Bychangi
6、ngSNR,extracttheradiatednoisefromthecomplexoceannoise,explainthatsimilaritycoefficientstillhaveastableincrease.Keywords:blindsourceseparation;underwateracousticsignals;αstabledistribution;fractionallowerordermatrix布的共变特性,设计了分数低阶矩阵盲源分离算法,0引言最后通过实验验证本文算
7、法的有效性。随着科技的发展,水声信号处理在海上作战中1α稳定分布的运用越来越重要,水声信号处理中的目标检测、识别、跟踪技术被广泛应用。在复杂的海洋背景下,通常情况下会把海上噪声近似为高斯噪声,但舰船信号很容易被风浪流等噪声信号干扰,从而引是有一些噪声在一瞬间可能幅值变化很大,远远高发一系列的海难问题,信号盲源处理技术是将干扰于均值呈现出脉冲的特点,并且拖尾的密度较大,[1-3]信号和噪声信号有效分离的方式之一。为分数低阶α稳定分布,所以仍然以高斯信号本文通过研究α稳定分布,提出海洋噪声、舰的特点去
8、处理无法将其性能完整的表达出来。船辐射噪声等符合低阶α稳定分布,找出α稳定分α稳定分布的表达式为:收稿日期:2015-01-09;修回日期:2015-02-10作者简介:王成刚(1974-),男,博士,副教授,研究方向为新型化工设备开发、机电控制及新型液压气动关键技术。第6期王成刚,等:盲源分离技术在水声信号中的应用研究·197·φ(t)=exp{jμt-γtα[1+jβsgn(t)w(t,α)]},(1)式中a为对称α稳定分布中第j源信号和第i个观i,jtan(πα/2),α≠1
