水下蛙人信号处理及可视化软件设计

摘要

伴随着现代军事技术的快速发展，战争空间被大幅拉大，尤其是在局部战争中，海上战争已经逐渐的取代了陆地战争，成为了主要战争形式。同时，在水下战争当中，水下蛙人等小目标所发挥出的作用，也已经在局部战争中得以逐渐凸显出来。做为一种机动性强、信号功率低、声回波特性不明显的水下小目标，水下蛙人的相关研究在我国尚属起步阶段。
　　本文针对水下蛙人信号，设计开发了一套水下蛙人信号可视化软件。针对水下蛙人信号的来源，首先给出软件的整体模块化设计方案，即水下轻/重潜蛙人散射声信号处理模块、水下轻/重潜蛙人辐射声处理模块。根据水下蛙人辐射声数据处理的用途又可以将该模块分为三个小模块，即检测模块、方位估计模块和特征提取模块。整理可得该软件细分为两个层次，八个模块。针对每个模块有不同的算法对水下蛙人信号进行分析。水下轻/重潜蛙人散射声信号处理模块可针对对比法或直接法获得的散射声进行处理得到水下轻/重潜蛙人目标的目标强度。水下轻/重潜蛙人检测模块利用SMF、NMF、GMF和RMF的方法进行检测。水下轻/重潜蛙人方位估计模块可以使用平均声强器、直方图和加权直方图的方法获得水下轻/重潜蛙人的方位历程图。水下轻/重潜蛙人特征提取模块可以利用时域、频域、时频域、包络谱和听觉域对水下轻/重潜蛙人辐射信号进行分析。
　　在Matlab与Visual Studio联合开发混合编程的软件平台上完成了水下蛙人信号可视化软件的开发，给出了该软件的具体实现。利用试验测得的实际蛙人声信号对水下蛙人信号可视化软件进行了测试，测试结果验证了该软件实现的各个功能，并且确保了软件的稳定性和扩展性。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究水平

1.3 本文主要研究内容

第2章 水下蛙人信号及可视化软件设计

2.1 水下蛙人概述

2.2 水下轻潜蛙人装备及信号来源

2.3 水下重潜蛙人装备及信号来源

2.4 水下蛙人信号可视化软件设计

2.5 本章小结

第3章 水下蛙人信号分析算法及实现

3.1 水下蛙人散射声信号处理算法及实现

3.2 水下蛙人辐射声信号检测算法及实现

3.3 水下蛙人辐射声方位估计算法及实现

3.4 水下蛙人辐射声特征提取算法及实现

3.5 本章小结

第4章 水下蛙人信号可视化软件实现

4.1 混合环境的搭建

4.2 基于数据文件交换的混合编程方法

4.3基于COM技术的混合编程方法

4.4 水下蛙人信号可视化软件模块化实现

4.5 水下蛙人信号可视化软件程序实现

4.6 本章小结

第5章 水下蛙人信号可视化软件测试

5.1 水下蛙人数据试验获取

5.2 软件功能测试

5.3 软件性能测试

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢