[發明專利]一種海豚哨聲信號時頻譜輪廓提取方法

有效

• 申請號: 201410416129.0
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104217722B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 劉凇佐;喬鋼;聶東虎;劉冰潔;周鋒;孫宗鑫;馬璐;尹艷玲
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G10L17/26
• 分類號: G10L17/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種海豚哨聲信號時頻譜輪廓提取方法，其特征在于：

(1)對真實的海豚哨聲信號作短時傅里葉變換，獲得海豚哨聲時頻信號X_m(k)；

(2)通過得到第m個數據塊短時傅里葉變換結果的最大值e(m)、傅里葉變換后能量最大值e(m)對應的頻率的采樣點index(m)以及在index(m)/2處對應的能量值e(m)′，通過判決式：e(m)′＞βP₀確定第m個數據塊對應的哨聲信號基頻頻率，當判決成立時，提取的第m個數據塊哨聲信號基頻頻率采樣點為index(m)/2，當判決不成立時，提取的第m個數據塊哨聲信號基頻頻率采樣點為index(m)，其中，P₀表示噪聲的能量，系數β的值大于等于2；

(3)對步驟(2)得到的短時傅里葉變化的基頻頻率值進行濾波，去除其中的野點，得到平滑的基頻輪廓；

濾波采用動窗加權平均法；

設殘差是輸出信號s_m和信號中值的差，用r_m來表示

r_m＝s_m-median(s_m)

其中median(s_m)表示信號的中值，且有：

由于隨機誤差服從高斯分布，進而殘差r_m也是服從高斯分布的，高斯分布的前提下，殘差的標準差σ_m是mean(|r_m|)的1.3倍，并引入常數項10^-12防止標準差為0，則σ_m為：

σ_m＝1.3*mean(|r_m|)+10^-12

利用殘差的標準差σ_m定義一個門限值th_m，且：

th_m＝4.6*σ_m

則對于動窗加權平均的權系數w_m，當|r_m(i)|≤th_m時有：

w_m＝(1-(r_m(i)/th_m)²)²

當|r_m(i)|＞th_m時有：

w_m＝0

根據動窗加權平均的權系數w_m，得到動窗加權平均的輸出：

$z_m\left(j\right)=\frac{\underset{i=m-n+1}{\overset{m}{\Σ}}{s}_m\left(i\right)\·w_m\left(i\right)}{\underset{i=m-n+1}{\overset{m}{\Σ}}{w}_m\left(i\right)}$

去除野點，得到平滑的基頻輪廓；(4)對步驟(3)濾波后的基頻曲線進行最小二乘多項式擬合，得到一個連續變化的光滑哨聲信號時頻譜輪廓線。