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空气中被动声目标检测及降噪算法研究

作　者: 许俊峰
导　师: 李京华
学　校: 西北工业大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 能量检测器 对数和检测器 最大功率检测器 谐波集检测器 小波阈值降噪方法 RLS自适应滤波
分类号: TN911
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 190次
引　用: 5次
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内容摘要


空气中目标声信号检测器是声探测系统中的重要组成部分,随着现代战场环境的日趋复杂化,单纯的主动探测技术已经不能完全满足现代战争的侦察需求,被动声信号检测器以其自身独特的优势越来越受到人们的重视。 本文首先讲述了信号检测技术的基本理论知识以及被动声信号检测技术所具有的特点,在参阅了现有的诸多理论上已经成熟的检测器的基础上,选取了四种检测算法。在时域分析中选择能量检测器、对数和检测器,在频域分析中选择最大功率检测器、谐波集检测器。对他们的检测原理分别进行了详细的说明,给出了相应的处理结果。通过对比各种检测器的仿真结果,同时比较检测器在处理时间上和对环境变换的适应性上的性能,我们推荐在时域分析中采用能量检测器,在频域分析中采用谐波集检测器。 对声信号的降噪处理是本文另外一部分重要内容。由于大气对声传播的影响,使战场声目标信号的环境背景噪声具有较高的非稳态性和非高斯性。为了提高信号的信噪比,在分析多种降噪算法的适用条件的基础上,选取了小波软阈值降噪方法和RLS自适应滤波器作为降噪算法。小波软阈值降噪算法是通过对数据在小波变换域中的阈值实现对信号与噪声的分离,RLS自适应滤波其实质是利用滤波器的预测误差实现自动调节本身冲激响应以达到最优化的维纳滤波器。本文在详细介绍其降噪原理的基础上,对理想数据和实际采集数据均给出了仿真结果,并对实际应用如何进行方法和参数的选择进行了说明。 为了使得探测器能够获得尽可能远的探测距离,提出了在声探测器前增加降噪处理环节的构想,在现有小波阈值算法的基础上,提出了基于纯背景噪声的阈值估计算法,使得计算的阈值更加合理,提高了待检测信号的信噪比,扩大了检测器的探测距离。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-4
目录  4-6
第一章 论序  6-10
  1．1 选题背景、意义  6-7
  1．2 论文研究的主要内容  7-9
  1．3 论文内容安排  9-10
第二章 信号检测的基本理论  10-18
  2．1 假设检验  10-12
  2．2 似然比和最优处理器  12-13
  2．3 贝叶斯(Bayes)准则  13-15
  2．4 最小错误概率准则  15-16
  2．5 聂曼—皮尔逊(Neyman-Pearson)准则  16-17
  2．6 小结  17-18
第三章 被动声信号检测器设计与应用  18-34
  3．1 大气中信号的统计模型  18
  3．2 检测器的设计  18-32
    3．2．1 能量检测器  19-22
      3．2．1．1 算法说明  19-21
      3．2．1．2 仿真结果  21-22
    3．2．2 LS检测器  22-23
      3．2．2．1 方法说明  22-23
      3．2．2．2 仿真结果  23
    3．2．3 MP检测器  23-30
      3．2．3．1 方法说明  24-28
      3．2．3．2 仿真结果  28-30
    3．2．4 HS检测器  30-32
      3．2．4．1 方法说明  30-31
      3．2．4．2 仿真结果  31-32
  3．3 小结  32-34
第四章 小波和RLS在声信号降噪处理中的应用  34-52
  4．1 小波降噪的基本原理  34-43
    4．1．1 小波变换  34-37
    4．1．2 多分辨率分析与正交小波变换  37-39
    4．1．3 二尺度方程和Mallat塔式算法  39-41
    4．1．4 小波阈值降噪算法  41-43
  4．2 自适应滤波器降噪的基本原理  43-46
    4．2．1 自适应谱线增强器  44-45
    4．2．2 RLS算法  45-46
  4．3 小波和RLS在声信号消降处理中的仿真及分析  46-51
    4．3．1 对仿真信号的降噪处理及分析  46-47
    4．3．2 对实测声信号的降噪处理及分析  47-50
    4．3．3 参数的选择和说明  50-51
  4．4 小结  51-52
第五章 小波降噪在声信号检测中的应用  52-59
  5．1 降噪算法的选择  52-53
  5．2 常规的阈值计算方法  53-54
  5．3 基于纯背景噪声的值估计方法  54-56
  5．4 基于纯背景噪声的阈值估计方法对实际信号的仿真  56-57
  5．5 基于纯背景噪声的阈值估计法分析  57-58
  5．6 小结  58-59
总结  59-61
参考文献  61-63
参加科研项目和发表的学术论文  63-64
致谢  64-65

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论
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