[发明专利]一种基于统计量分析的船舶辐射噪声线谱精确提取方法

权利要求书

1.一种基于统计量分析的船舶辐射噪声线谱精确提取方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：获取舰船发出的辐射噪声信号x，对舰船发出的辐射噪声信号x进行均值归一化处理：

对均值归一化处理后的信号x进行短时傅里叶变换，得到信号Lofar图对应的数据矩阵：X维度为M×N；

对Lofar图的数据矩阵X进行最大最小归一化处理：

步骤2：对进行时间上的累积，得到不同频率点在时间跨度T时间段内能量之和，记作向量p，向量p中第j个元素为：将不同频率点对应的能量向量p进行最大最小归一化处理：

步骤3：取向量的极小值点p_min及其对应的频率点位置f_min，利用f_min及p_min拟合连续谱趋势曲线，得到函数Φ：p_min＝Φ(f_min)；利用得到的函数Φ，代入向量对应的频率位置f，得到连续谱各频率点对应能量值，记作

步骤4：将向量的各个元素减去中所对应的元素，得到去除连续谱趋势后的各频率点所对应的能量值大小，记作p_d：将去除连续谱趋势后能量向量p_d进行最大最小归一化处理：

步骤5：将中元素从大到小排列，形成新的向量p'_d，取p'_d中前1/2的元素取平均值的2倍作为提取线谱阈值s：INT(N/2)为对N/2取整；

步骤6：将中小于阈值s的元素置零：中未置零的元素位置所对应的频率即为所提出线谱所对应的频率f_p：f_p＝(f_p1,f_p2,…,f_pn)，n为所提取出线谱数量；

步骤7：求Lofar图所对应数据矩阵每一列的最大值，记作向量a：a＝(a₁,a₂,…,a_N)，其中

求Lofar图所对应数据矩阵X每一列的最小值，记作向量b：b＝(b₁,b₂,…,b_N)，其中

求Lofar图所对应数据矩阵每一列的平均值，记作向量c：c＝(c₁,c₂,…,c_N)，其中

求Lofar图所对应数据矩阵每一列的中位数，记作向量d：d＝(d₁,d₂,…,d_N)，其中X'为中每一列元素从大到小排列后矩阵；

求Lofar图所对应数据矩阵每一列的极差，记作向量g：g＝a-b；

求Lofar图所对应数据矩阵每一列的方差，记作向量h：h＝(h₁,h₂,…,h_N)，其中

步骤8：将向量a在线谱频率f_p对应列的值取出，记作同理将向量b，c，d，g，h在线谱频率f_p对应列的值取出，记作

步骤9：将中最小的k＝INT(n/5)个元素依照从小到大依次赋值为(k,k-1,…,1)，其余元素置0；同理将中最小的k＝INT(n/5)个元素依照从小到大依次赋值为(k,k-1,…,1)，其余元素置0；将最大的k＝INT(n/5)个元素依照从大到小依次赋值为(k,k-1,…,1)；

步骤10：将新生成向量进行加权处理并相加得到新向量，记作l，并设计阈值q，当l(i)≥q时，则该处为伪线谱；将f_p中伪线谱频率去除，得到实际存在线谱所对应频率f′_p。

2.根据权利要求1所述一种基于统计量分析的船舶辐射噪声线谱精确提取方法，其特征在于：步骤10中阈值q＝(k*4*2+k*2)*0.6。