[发明专利]一种水声目标检测盲源分离方法

说明书

本发明涉及水声信号的处理方法，具体是一种水声目标检测盲源分离识别方法。一种水声目标检测盲源分离方法，包括：(1)从原始信号中提取多路独立分量信号；(2)对提取的独立分量信号进行模式识别，提取出表征共模干扰的独立分量信号；(3)从原始信号中抵消掉共模干扰信号，获得盲源分离后的目标水声信号。本发明通过目标检测盲源分离识别方法，可以有效分离和识别共模干扰信号，从而达到消除干扰信号的目的，具有很强的实用性。

技术领域

本发明涉及水声信号的处理方法，具体是一种水声目标检测盲源分离识别方法。

背景技术

多通道水声信号采集过程中往往会产生的干扰信号，主要来源于水听器阵前放电路，模拟信号传输介质，以及信号调理电路等。共模干扰是电子、电气产品上重要的干扰之一，其产生原因，包括供电系统的阻抗耦合及静电、电磁感应耦合效应，信号源地之间的电位差所引起的电流等。

消除共模干扰最主要是从硬件上解决问题，对于无法从硬件上彻底消除或者处理已含有共模干扰的采样数据时，采用信号处理的方法，抵消干扰修复数据，是一种很好的选择。

共模干扰信号对A/D采样信号形成的一种干扰，因为其对声纳探测的影响，表现为在方位历程图上的正横方位形成一个伪目标，故又可称之为正横向干扰或同相干扰。共模干扰可以通过阵列信号处理中平面波模型和波束形成理论予以解释：由于共模干扰对水听器阵各个阵元的A/D采样而言是同时触发的，因此各阵元采集到的干扰信号之间没有时延差，也即可将共模干扰视为一个位于正横方位的伪目标，其辐射信号到达各阵元没有时延差。

图1为水听器阵列信号的采集示意图，S1，S2为假定的2路水下目标信号，2路目标信号与换能器阵具有一定的角度，通过波束形成算法可以识别和定位。阵列的共模干扰信号，表现为正向方向的伪目标S0信号。对于A/D采样来说，各通道采集到的是目标信号和共模干扰信号的混合信号，由于没有多少可以利用的先验信息，同时共模干扰信号的频段具有不确定性，频谱与目标信号存在重合，因此无法采用滤波的方式予以去除。

发明内容

为了解决现有技术中无法将共模干扰信号去除的技术问题，本发明提供了一种水声目标检测盲源分离识别方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种水声目标检测盲源分离方法，包括：

(1)从原始信号中提取多路独立分量信号；

(2)对提取的独立分量信号进行模式识别，提取出最能表征共模干扰的独立分量信号；

(3)从原始信号中抵消掉共模干扰分量，获得盲源分离后的目标水声信号。

作为本发明的一种优选方式，所述步骤(1)中，采用FastlCA算法从原始信号中分离出N路分量信号。

进一步优选地，所述步骤(2)中，具体包括：

将分离出的N路分量信号，分别与原始N路信号进行相关运算，获得每一路分量信号与对应的原始信号的相关值；

计算N个相关值的均值和方差S_j，作为识别特征；

选择满足第一参考区间且S_j满足第二参考区间S＝[s_l,s_h]的1～2路分量信号作为表征共模干扰的分量信号。

进一步优选地，所述第一参考区间第二参考区间S＝[0,0.01]。

进一步优选地，所述步骤(3)中，从原始信号中，采用归一化处理，依据能量大小抵消掉共模干扰分量。

本发明基于独立分量(ICA)理论，在无法从硬件上消除共模干扰或者在处理已含有干扰信号的数据时，通过目标检测盲源分离识别方法，可以有效分离和识别共模干扰信号，从而达到消除干扰信号的目的，具有很强的实用性。

附图说明