基于SVD 与数学形态学分形维数谱的战场声特征提取*
2021-12-29顾晓辉
火力与指挥控制 2021年10期
张 坤,邸 忆,顾晓辉
(1.武汉数字工程研究所,武汉 430074;2.湖北经济学院,武汉 430205;3.南京理工大学,南京 210094)
0 引言
坦克与直升机火力猛、机动性强并具备良好装甲防护能力,目前声目标识别技术广泛应用于这两类目标的智能识别[1]。声信号特征提取是采用模式识别方法对目标分类的关键步骤之一。区分度高的特征将直接影响分类器的设计,对提高分类精度具有重要意义。近年来,非线性特征因其计算简便,能体现不同一维信号的区别而被广泛采用,分形维数是表征信号非线性的常用参数,但一组声信号只能得到一个分形维数,并不能充分反映信号之间的非线性区别[2]。目前解决该问题有两种方法:1)采用多重分形维数;2)将分形维数与信号分解方法结合[3]。这两种方法的共同点是得到更多反映信号非线性特征的分形维数。
奇异值分解(SVD)是一种广泛应用的信号处理方法,具有计算量小,原理简单,对信号进行线性分解的特点,广泛应用于信号处理领域。SVD 分解前首先需要将信号重构为矩阵形式,文献[4-5]对Hankel 矩阵形式的SVD 分解方法进行了深入的研究,发现了随机噪声信号与有效信号在奇异值上有不同的特性,由于SVD 实质是一种线性分解,选择有效信号的特征值能重构信号,达到信噪分离的目的。SVD 还能根据需要控制分解的分量个数,这使分解方法更具灵活性。但SVD 分解重构的信号分量的与信号频率的关系却不如小波与EMD 方法清晰。文献[6]发现对信号构建Hankel 矩阵后进行SVD 分解,当Hankel 矩阵维数大于信号中频率数量的两倍,每一个频率成分产生两个有效奇异值,这有效地弥补了SVD 分解的不足。……
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