[發明專利]一種基于支持向量回歸的水下混響抑制方法

有效

• 申請號: 201210211297.7
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN103513240A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 陳拓
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S7/537
• 分類號: G01S7/537
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術領域

本發明涉及主動聲納數字信號處理領域，特別涉及一種基于支持向量回歸的水下混響抑制方法。

背景技術

混響是影響主動聲納檢測的一個重要因素，它是由水底、水面和水中散射體對發射信號散射造成的。匹配濾波對混響中的信號檢測效果并不理想，一個主要原因是混響具有非白的功率譜，因此要實現對混響中信號的良好檢測需要使混響的功率譜“變白”，即實現對混響的抑制。

現有技術中存在多種混響抑制方法。一種方法是利用白化濾波器，對波束形成后的數據進行白化濾波，使混響的功率譜‘變白’，實現混響抑制。該方法中，白化濾波的效果取決于對AR模型的參數估計。傳統的估計方法（如covariance方法、modified-covariance方法、HOS方法）用于抑制混響時，并沒有考慮到混響噪聲的統計多變性和非線性特征，使得效果并不理想。

現有技術的另一種方法中，通過對混響進行建模也可以達到混響抑制的目的。混響統計理論模型最初由Faure提出，蘇聯學者Ol’shevskii和美國學者Middleon就這一問題作了系統的討論，并被稱為FOM混響理論模型。FOM模型認為混響是由許多獨立的散射體線性疊加的隨機過程，由于散射體在距離上通常是非均勻分布的，且由于發射信號的有限帶寬，這一隨機過程是非平穩的。混響的非平穩性可以理解為其均值和方差是時變的，這一特征給抑制混響的方法造成了很大的困難。當散射體的數目足夠多時，根據中心極限定理，混響是一個高斯隨機過程，其包絡服從瑞利分布。當中心極限定理的條件不滿足時，混響的統計特征取決于單個散射體的反射特性或者說環境特征，其包絡的概率密度函數不再服從瑞利分布，產生的拖尾將會帶來更嚴重的虛警。如果散射體相對發射/接收陣運動，散射回波可以認為是具有多普勒頻移的發射信號，當各散射體的相對速度不同時，混響的帶寬是距離和角度的函數，在這種情況下，混響被認為是空間、時間變化的有色噪聲。以上這些特征使得混響噪聲的抑制異常困難。

發明內容

本發明的目的在于克服現有的混響抑制方法效果不理想的缺陷，從而提供一種效果優良的水下混響抑制方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種基于支持向量回歸的水下混響抑制方法，包括：

步驟1）、將波束形成的數據切分成N個等長的數據幀；

步驟2）、從步驟1）所得到的N個數據幀中選取第一個數據幀；

步驟3）、利用當前數據幀得到白化濾波器的參數；

步驟4）、利用步驟3）得到的白化濾波器的參數，通過白化濾波器對當前數據幀的后一數據幀做白化濾波；

步驟5）、對步驟4）中做白化濾波的所述當前數據幀的后一數據幀做匹配濾波操作；

步驟6）、判斷當前數據幀是否為所述N個數據幀中的最后一個，若是，輸出結果，否則，將當前數據幀的后一數據幀選為新的當前數據幀，然后重新執行步驟3）。

上述技術方案中，所述步驟3）包括：

步驟3-1）、建立支持向量回歸的最優化目標；

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