一種海豚哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓提取方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種海豚哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓提取方法。本發(fā)明包括：對(duì)真實(shí)的海豚哨聲信號(hào)作短時(shí)傅里葉變換，獲得海豚哨聲時(shí)頻信號(hào)；得到第m個(gè)數(shù)據(jù)塊短時(shí)傅里葉變換結(jié)果的最大值e(m)、傅里葉變換后能量最大值e(m)對(duì)應(yīng)的頻率的采樣點(diǎn)index(m)以及在index(m)/2處對(duì)應(yīng)的能量值e(m)'，通過判決式：e(m)'>|3P。確定第m個(gè)數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的哨聲信號(hào)基頻頻率；去除野點(diǎn)，得到平滑的基頻輪廓；進(jìn)行最小二乘多項(xiàng)式擬合，得到一個(gè)連續(xù)變化的光滑哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓線。由于海豚哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓曲線是進(jìn)行海豚種群分類、識(shí)別的重要依據(jù)，本方法將對(duì)海豚的生物學(xué)研究提供幫助，仿照海豚哨聲信號(hào)進(jìn)行仿生通信，是實(shí)現(xiàn)水聲隱蔽通信的有效方法。
【專利說明】一種海豚哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓提取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種海豚哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓提取方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 海豚的聽覺系統(tǒng)和感覺器官很發(fā)達(dá)，其聲吶系統(tǒng)具有很強(qiáng)的回聲定位和探測(cè)識(shí)別 能力。為了交流，經(jīng)過漫長的進(jìn)化，海豚聲吶具有通信的性能。海豚的通信本領(lǐng)十分發(fā)達(dá)， 并且擁有著豐富的"語匯"。因此，對(duì)其聲音數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測(cè)、記錄和分析具有重要的意義， 可以更進(jìn)一步了解它的聲吶系統(tǒng)工作特性，為鯨豚動(dòng)物仿生學(xué)提供新的靈感。
[0003] 在海豚的社會(huì)交際中，主要產(chǎn)生兩種聲音：一種是哨聲，海豚之間可以利用哨聲保 持聯(lián)系，發(fā)出獵物坐標(biāo)信息，以及捕獵的策略；另一種是突發(fā)脈沖，與哨聲信號(hào)相比，突發(fā)脈 沖更為復(fù)雜多變。突發(fā)脈沖的特點(diǎn)是重復(fù)次數(shù)很高，每組脈沖之間的間隔很短。研究發(fā)現(xiàn) 突發(fā)脈沖和海豚的多種行為相聯(lián)系，一般在警告、驚嚇、恐嚇、入侵或者兩只海豚面對(duì)面張 開嘴進(jìn)行點(diǎn)頭、搖頭、弓起背等行為時(shí)會(huì)發(fā)出。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提出一種海豚哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓提取方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] (1)對(duì)真實(shí)的海豚哨聲信號(hào)作短時(shí)傅里葉變換，獲得海豚哨聲時(shí)頻信號(hào)Xm(k);
[0007] (2)通過

【權(quán)利要求】
1. 一種海豚哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓提取方法，其特征在于： (1) 對(duì)真實(shí)的海豚哨聲信號(hào)作短時(shí)傅里葉變換，獲得海豚哨聲時(shí)頻信號(hào)xm(k); (2) 通過
得到第m個(gè)數(shù)據(jù)塊短時(shí)傅里葉變換結(jié)果的最大 值e(m)、傅里葉變換后能量最大值e(m)對(duì)應(yīng)的頻率的采樣點(diǎn)index (m)以及在index (m)/2 處對(duì)應(yīng)的能量值e(m)'，通過判決式：e(m)' >0匕確定第m個(gè)數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的哨聲信號(hào)基頻 頻率，當(dāng)判決成立時(shí)，提取的第m個(gè)數(shù)據(jù)塊哨聲信號(hào)基頻頻率采樣點(diǎn)為index (m)/2,當(dāng)判決 不成立時(shí)，提取的第m個(gè)數(shù)據(jù)塊哨聲信號(hào)基頻頻率采樣點(diǎn)為index (m)，其中，匕表示噪聲的 能量，系數(shù)β的值大于等于2; (3) 對(duì)步驟（2)得到的短時(shí)傅里葉變化的基頻頻率值進(jìn)行濾波，去除其中的野點(diǎn)，得到 平滑的基頻輪廓； (4) 對(duì)步驟（3)濾波后的基頻曲線進(jìn)行最小二乘多項(xiàng)式擬合，得到一個(gè)連續(xù)變化的光 滑哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海豚哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓提取方法，其特征在于：所述 濾波方法為動(dòng)窗加權(quán)平均法。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海豚哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓提取方法，其特征在于：所述 濾波方法為圓篩濾波法。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海豚哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓提取方法，其特征在于：所述 濾波方法為卡爾曼濾波法。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海豚哨聲信號(hào)時(shí)頻譜輪廓提取方法，其特征在于：所述 濾波方法為動(dòng)窗加權(quán)平均法、圓篩濾波法、卡爾曼濾波法三種濾波法組合串行級(jí)聯(lián)的方式。
【文檔編號(hào)】G10L17/26GK104217722SQ201410416129
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】劉凇佐, 喬鋼, 聶東虎, 劉冰潔, 周鋒, 孫宗鑫, 馬璐, 尹艷玲 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)