[发明专利]一种水声目标特征评估的方法

说明书

本发明公开了一种水声目标特征评估方法，所述方法包括以下步骤：对各水声目标特征在多个指标维度进行评估；对各指标维度的所有评估值进行归一化处理；基于归一化的评估值构建评估雷达图，基于评估雷达图确定各水声目标特征的覆盖面积，将覆盖面积作为评估标准以获取最佳水声目标特征。本发明考虑了水声目标特征的差异性以及各类评价准则的特性，从定量和定性多个指标维度对水声目标特征进行综合评估，从而实现全面、准确且合理的评估手段。

技术领域

本发明属于声学领域，涉及水下声信号处理领域，具体来说涉及一种水声目标特征评估方法。

背景技术

不同的水声目标特征差异分布在时、频、空等多域别上，噪声特征包括时域能量特征、瞬时特征、频域功率谱结构特征、解调谱特征、空间位置、方位变化率、目标环境特征、听觉特征等；回声特征则主要包括回波强度、平稳性特征、目标结构尺寸特征、目标亮点特征、听觉特征等等。面对如此多样复杂的特征，如何有效客观地进行评价就成为亟需解决的关键问题。这是因为无论面向目标检测还是目标分类识别，我们都只能选择少量有效特征进行处理，直接利用所有特征则会导致检测器或分类器设计困难、计算负荷加重、性能不稳定等各种问题。

目前为止，特征评价主要还是利用数据集对某种特征组合的分类准确率进行评价。这种方法的好处就是简介方便，但是不够系统、数据依赖性强、因此，急需一种考虑因素全面且科学有效的水声目标特征评估方法。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种水声目标特征评估方法，以解决目前在实际应用中由于水声目标特征的复杂多样性而导致无法准确快速选取最优目标特征的问题。

为实现上述目的，本发明提供技术方案如下：

一种水声目标特征评估方法，所述方法包括以下步骤：对各水声目标特征在多个指标维度进行评估；对各指标维度的所有评估值进行归一化处理；基于归一化的评估值构建评估雷达图，基于评估雷达图确定各水声目标特征的覆盖面积，将覆盖面积作为评估标准以获取最佳水声目标特征。

优选地，所述多个指标维度包括可观测性、可分性、可解释性、信息增益、专家评估中的至少三个。

优选地，所述的可观测性维度的评估为基于预设的可观测性评价标准对水声目标特征进行可观测性评估。

优选地，所述的可分性维度的评估包括基于类内类间距离的可分性判据确定单个特征的可分性，以及，基于目标特征量的散度确定不同特征间的可分性；

所述基于类内类间距离的可分性判据为其中，σ_i表示第i类特征的标准差，x_i表示第i类特征量；

所述目标特征量的散度计算公式为

其中，S_w为类内散布矩阵，S_b为类间散布矩阵，x表示目标特征量，X_i表示第i类特征量的集合，和m分别为X_i类目标和所有目标的特征样本中心。

优选地，所述可解释性维度的评估为基于预设的可解释性评价标准对水声目标特征进行评估。

优选地，通过KL散度计算所述信息增益维度的评估值。

优选地，所述KL散度计算公式为其中，D_KL(P||Q) 为从P到Q的信息增益，P和Q为离散随机变量的概率分布，且对于任何P(i)＞0，必须有Q(i)＞0，p，q分别表示随机变量的概率分布P和Q分布中的随机变量。