预白化与小波变换联合的混响抑制方法研究
2021-03-10杨天霖杜选民周胜增
杨天霖,杜选民,周胜增
(上海船舶电子设备研究所,上海201108)
0 引 言
主动声呐在浅海环境工作时,受到各种各样的干扰,其中,以混响为主要干扰。非平稳、非高斯特性是混响的固有特征[1],并且混响与主动声呐的发射信号具有强相关的特性。
在混响抑制方面,国内外学者开展了大量的研究。文献[2]利用自回归(Auto-Regressive, AR)模型,提出了对混响进行预白化处理的方法,此方法对混响没有约束条件,有一定的自适应功能。文献[3]在前者的研究基础上,利用混响的非高斯特性,基于混合高斯模型利用期望最大化(Expectation Maximization, EM)等算法对其进行参数估计,使混响背景高斯化。文献[4]利用水下声信道的多途特性,提出了模基匹配方法,相比常规处理获得了3 dB增益,这种方法的缺点在于需要提前获得水声环境的特性,声场需要准确计算。文献[5-6]利用分数阶傅里叶变换的聚焦性质抑制混响,但该方法只适用于线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号,且要求较高的信混比。文献[7]通过目标几何声散射成分与混响在Wigner-Ville时频面的形态特征表达式,利用图像形态学滤波去除Wigner-Ville中的混响,仿真表明在信混比为-5 dB的条件下可有效抑制混响。文献[8]提出了一种混合块归一化匹配滤波算法(Trimmed Mean Block Normalization of Matched Filter, TM-BNMF),试验数据表明效果优于标准块归一化匹配滤波算法。文献[9]在混响背景下,利用预白化后的二分奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)对匹配滤波器性能进行研究,提高了混响背景下匹配滤波性能[9]。
通过预白化能够有效提高匹配滤波器的检测性能[10],而小波变换是在傅里叶(Fourier)分析之后发展起来的一种新的数学工具。……
