[發明專利]一種混沌小信號的檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 202110873862.5
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113326817A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 聶曉鴻;尚強;李成
• 申請（專利權）人: 南京天朗防務科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 梅學兵

1.一種混沌小信號的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采用C-C法對待測海雜波信號進行相空間重構，確定相空間的嵌入維數和延遲時間；

步驟2：利用支持向量機單步預測模型，學習海雜波特征并對混沌小信號進行預測；

步驟3：利用麻雀搜索算法對影響支持向量機效果的懲罰系數和核函數參數進行優化，從而確定最佳的懲罰系數和核函數參數；

步驟4：分析最佳的懲罰系數和核函數參數下支持向量機檢測混沌小信號的效果，對比支持向量機原信號與預測信號時頻特性，從而確定是否檢測出淹沒在海雜波背景下的混沌小信號。

2.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，在步驟1中，所述的采用C-C法對待測海雜波信號進行相空間重構，進一步包括：

步驟1.1：對于一個時間序列的重構空間序列，利用關聯積分可以求解混沌特征奇異吸引子的關聯維數：

式中，為關聯積分函數，為臨界半徑，m為相空間重構的嵌入維數；

步驟1.2：對每個子列計算其統計量，然后利用統計學原理求出所有序列的平均統計量：

式中，表示對臨界半徑的最大偏差的均值，表示的平均統計量的絕對值；

步驟1.3：根據關聯指數飽和時求得的最小嵌入維和利用統計學原理所求的嵌入延時窗，求得延遲時間和嵌入窗寬。

3.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟2進一步包括：

步驟2.1：對于輸入的訓練集數據：，其中，，，回歸估計函數為：

式中，為超平面權重；為函數閾值；為高維非線性函數；

步驟2.2：將公式（3）轉化為凸優化問題，即：

式中，為支持向量機的為懲罰因子；、為松弛變量；表示損失函數；表示樣本空間內的樣本總數；

步驟2.3：將拉格朗日乘子法應用在式(4)、(5)，凸優化問題便被轉化為等價對偶問題，空間的樣本集合，則有：

式（6）中，；；、、、為拉格朗日算子；為核函數，此處選取RBF核函數，，利用支持向量回歸機可將混沌時間序列的回歸方程表示為：

。

4.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，在所述步驟（3）中：

使用式(8)來表示假設的麻雀種群：

式中，表示麻雀的數量；表示需要優化的變量的維數；

麻雀的適應度值使用向量(9)來表示：

式中，中每行的值表示每個個體的適應度值；

探索者的位置更新公式如下：

式中，表示當前的迭代次數；表示最大迭代次數；表示第個麻雀在第維的位置信息；是一個隨機數且；表示預警值，；表示安全值，；是一個隨機數，其服從正態分布；是一個所有元素均為1的矩陣；

當時，則表明所處區域存在危險，有捕食者存在；反之，則表明所處區域是安全的沒有捕食者的存在；

追隨者位置更新公式如下：

式中，表示全局最差位置；表示當前發現者中最佳的位置；是一個元素只有1與-1的維矩陣，且；表示麻雀的數量；

當時表示第追隨者的適應度較低并沒有獲取食物，需要飛往其他方向覓食；

警惕者的位置更新公式如下：

式中，表示當前全局最優位置；表示步長并且服從正態分布；是一個隨機數，；表示當前麻雀個體的適應度值；表示當前全局最優適應度值；表示當前全局最差適應度值；是一個用來避免分母出現0 的常數；

當時，意味著外圍麻雀發現了捕食者；反之，則表示里面麻雀發現了捕食者。