复杂环境下的海豚whistle信号检测与特征分析

摘要

海豚作为一种水生哺乳动物，在交流、捕食等众多行为中与其他海生生物有着明显的区别。它有着一套无论在通信，定位以及环境识别均优于人造声呐系统的生物声呐系统，依靠声呐系统海豚进行各种生物活动。海豚能够发出不同类型的声信号，其中，whistle信号在海豚通信交流中起着重要的作用。随着仿生学的发展以及技术的进步，近年来对海豚的研究逐年增多，研究和分析海豚whistle信号成为海豚仿生研究重要的一环。基于此，本文针对海豚whistle信号检测、提取及分析展开讨论分析。
　　本文首先对海豚whistle信号的实时采集，信号选取做了简单介绍。对时域、频域及时频域内的几种检测方法实现仿真分析，模拟了噪声干扰的仿真信号并通过检测方法进行模拟检测。分析各个检测手段在不同条件下的有效性、稳健性，最后采用实际采集信号进一步验证其有效性。
　　以检测结果为基础，对采集信号进一步处理。结合信号的时频联合特征，对海豚whistle信号频谱图的时频轮廓进行提取，结合幅度及相位信息建模合成whistle纯净信号。最后对whistle信号进行特性分析，体现其区别一般信号的特点，实现海豚whistle信号仿生研究初步探索。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1研究的目的和意义

1．2国内外发展现状

1．3论文主要研究内容

第2章海豚whistle信号检测方法

2．1海豚声信号采集及选取

2．2基于时域的海豚whistle信号检测方法

2．2．1基于信号包络提取的whistle信号检测

2．2．2基于匹配滤波的whistle信号检测

2．2．3基于短时能量和短时过零率方法的whistle信号检测

2．3基于频域的海豚whistle信号检测方法

2．3．1基于谱熵的海豚whistle信号检测方法

2．3．2基于mfcc倒谱距离的海豚whistle信号检测方法

2．4基于时频联合分布的海豚whistle信号检测方法

2．4．1基于短时傅里叶变换的海豚whistle信号检测

2．4．2基于魏格纳-维尔分布的海豚whistle信号检测

2．5本章小结

第3章海豚whistle信号轮廓提取

3．1基于图像处理海豚whistle信号轮廓提取方法

3．1．1海豚whistle信号时频谱处理

3．1．2海豚whistle信号轮廓提取

3．1．3 whistle信号合成

3．2基于图形搜索的海豚whistle信号的轮廓提取

3．2．1图形扩展

3．2．2图形修剪

3．2．3实验仿真

3．3本章小结

第4章海豚whistle信号特性分析

4．1．1模糊度函数

4．1．2 whistle信号模糊函数分析

4．2 whistle信号抗噪声特性分析

4．3 whistle信号抗混响特性分析

4．3．1混响信号的网络模型

4．3．2混响统计特性分析

4．3．3 Q函数分析

4．4 whistle信号谐波特性分析

4．4．1谐波信号频谱分析

4．4．2谐波信号模糊函数分析

4．5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢