频率−波数域处理的线谱目标增强检测

针对复杂水下环境中的弱线谱目标检测问题,提出了一种基于频率−波数域处理的增强检测方法。该方法利用线谱目标的时空相干特性,构建适配于均匀线列阵处理的频率−波数域二维联合滤波器,通过自适应迭代方式实现对线谱目标的二维增强;在此基础上,将频率−波数域的主瓣检测累积结果作为方位谱的输出,实现对线谱目标的方位高分辨。仿真结果表明,该方法对带宽内信噪比−35 dB线谱目标的处理增益可达21.3 dB,方位分辨率在0.3°内。利用海上实测数据进行验证,该方法对线谱目标的处理增益可达8 dB。与CBF、SSED等宽带处理方法相比,该方法具有更高的线谱目标处理增益;与ALE、STJD等线谱处理方法相比,该方法具有更低的旁瓣起伏和更高的目标方位分辨率。

线谱频率及差分线谱频率参数相关性分析

根据英语/汉语男女声线谱频率(LSF)参数及差分LSF参数帧内相关性统计结果,提出适合于LSF参数及差分LSF参数的分裂矢量量化(SVQ)分组方案。实验表明,在不考虑码书大小的情况下使用SVQ量化10阶LSF参数时,(4,6)分组的量化效果较优,否则(4,2,4)或(4,4,2)分组的量化效果较优。通过相关程度分布表清晰表明,至少68%的差分LSF参数在帧内呈微相关,有效减少了LSF参数的帧内冗余信息。随后采用DSQ和多种分组的EEDSVQ对差分LSF参数进行量化,结果表明差分LSF的量化性能优于LSF参数的量化性能。在语音编码中,采用差分LSF参数代替LSF参数作为模型参数,可在保持相同语音质量的情况下进一步降低编码速率。

水下对转螺旋桨空化线谱频率预报与数值模拟

水下高速目标对转螺旋桨常工作在空化状态,其噪声线谱由前后桨相互作用及前后桨与船舶尾流场的相互作用引起。通过Goldstein的声相似方程,将空泡看作螺旋桨的一部分,对空化条件下水下对转螺旋桨的线谱频率进行了理论预报。推导出了远场条件下单极子源性质的声源所产生的声压表达式,得到了其线谱预报频率。利用Schnerr-sauer空化模型及RNG k-ε湍流模型,并采用动网格模型对对转螺旋桨进行空化数值模拟。结果表明:预报的DTMB4381螺旋桨空泡形态与公开发表实验及数值模拟结果吻合度较好。利用该方法得到的对转螺旋桨空化线谱频率与理论预报结果完全吻合。

一种高效、低存储的线谱频率参数矢量量化器

为了降低线谱频率(LSF)参数矢量量化器的搜索复杂度和码字存储单元,利用LSF参数的帧内和帧间相关性,设计了一种LSF参数的预测式多级分裂矢量量化器.该量化器对LSF参数的预测残差矢量进行两级矢量量化,其中第2级的误差矢量分裂成2个维数分别为4和6的子矢量进行矢量量化,采用瞬时联合多级矢量量化器设计算法设计码本,应用M-L树搜索算法搜索码字,降低了搜索复杂度和码字存储单元,在20 bit时,平均谱失真小于1 dB.

混合激励线性预测语音编码标准中线谱频率量化的研究

线谱频率(Line Spectral Frequency,LSF)是线性预测频谱系数(Linear Predication Coefficient,LPC)有效的编码形式。语音线性预测模型中,LPC反映了声道调制的模型,是影响语音听觉感知重要的参数之一。在混合激励线性预测语音编码(Mixed Excitation Linear Prediction,MELP)标准中,对LSF采用4级码本进行分级式矢量量化。首先,为减少其量化冗余度以降低编码速率,本文提出了一种改进的选择算法,生成了一个2级码本替换之。其次,为提高合成语音质量,依据LSF矢量量化的精度与合成语音质量的关系的实验结果,提出根据人耳听觉感知特性进行LSF量化和评价的方法,并予以实验证明。

线谱频率参数的分裂矢量量化

本文简要介绍了线谱频率(LSF)参数的定义和性质,给出了一种求解LSF参数的有效办法。在LPC语音编码中设计了一种新的LSF参数分裂矢量量化器。主观和客观评价结果表明,以每帧25bit对LSF参数编码,该量化器提供了透明的量化质量。

自回归预测多级矢量量化线谱频率编码技术

在语音编码中线谱频率的量化编码多依赖于矢量量化技术。文中在分析经典的LBG多级矢量量化算法优缺点的基础上,结合m进制搜索代替全搜索以及瞬时联合调整各级码本的技术并引入自回归预测模型,实现了自回归预测多级联合矢量量化码本设计。并与窄带自适应多速率语音编码器AMR和MELP语音编码系统中线谱频率矢量量化进行了对比,效果良好。

激励频率对线谱隔离效果影响的试验研究

为分析激励频率变化时,混沌隔振系统对特征线谱隔离效果的影响,设计双层混沌隔振系统,研究在不同激励频率条件下,混沌隔振系统对线谱的隔离能力。试验结果表明,激励频率对系统的隔振效果有较大的影响,在系统固有频率附近,线谱的隔离能力较差,在混沌隔振系统设计中,同样需要避开系统的固有频率。

线谱频率帧内、帧间联合预测算法

为充分利用线谱频率的帧内及帧间相关性降低语音的编码速率,设计了基于偏最小二乘及其简化算法的帧内、帧间联合预测模型。该模型可根据浊清音出现次序的不同,利用前后帧的线谱频率及当前帧的第i-1个已预测的线谱频率对当前帧的第i个线谱频率进行预测。结果表明,偏最小二乘模型及其简化模型均有效降低线谱频率的动态范围,其中基于偏最小二乘回归算法的预测模型最为精确,而简化模型的运算量及计算复杂度均优于偏最小二乘回归算法的预测模型,在采用(4,6)分组SVQ量化器对LSF参数预测误差进行量化时,每帧仅用7比特即使平均谱失真小于1 dB,较2.4 kbps下MELP编码标准中每帧对线谱频率的量化比特节省了18比特。

高精度测频与舰船线谱频率稳定性研究

随着水声技术的发展,水下甚低频信号分析越来越受到研究者的重视。甚低频线谱的稳定性分析对于线谱检测具有重要意义。低信噪比下,传统的自适应频率估计方法性能不理想,为了提高对线谱的检测能力和频率估计的精度,提出一种高精度频率估计器,利用相干累加自适应线谱增强器的方法从宽带噪声中提取单频线谱,进而用自适应频率估计器估计线谱频率。仿真研究证明该估计器在低信噪比时具有较高的频率估计精度。实验研究某舰船声辐射线谱的频率的稳定性,其频率不稳定性约在±0.01 Hz左右。

水下高速目标对转螺旋桨空化线谱频率理论预报

水下高速目标对转螺旋桨常工作在空化状态,其噪声线谱由前后桨相互作用及前后桨与船舶尾流场的相互作用引起。通过Goldstein的声相似方程,将空泡看作螺旋桨的一部分,对空化条件下水下对转螺旋桨的线谱频率进行了理论预报。推导出了远场条件下单极子源性质的声源所产生的声压表达式,得到了其线谱预报频率。对实测水下高速目标进行了线谱预报,通过比较发现预报值与实测线谱频率具有较高的吻合度。

基于AMR-WB线谱频率参数的隐写算法

AMR-WB(Adaptive Multi-Rate-Wideband)的线谱频率LSF(Line Spectrum Frequency)参数在编码过程中会分裂为若干子矢量。利用编解码过程中的ISF索引参数,提出一种在3G话音中隐藏信息的算法。该算法首先选择用于信息隐藏的LSF索引段,然后通过修改所选的LSF索引段进行信息隐藏。实验结果表明,改变特定LSF索引会在较少影响话音质量的同时隐藏信息,该算法在具有较好隐蔽性的同时又能较少影响语音质量。

基于WOSA-EM算法的线谱频率估计

针对水下目标辐射噪声中多线谱成分的检测与频率估计问题,提出一种基于加权交叠平均法和EM算法的水下目标辐射噪声线谱检测与频率估计方法。首先构造目标辐射噪声的数理模型,然后根据加权交叠平均(WOSA)谱估计方法不产生伪峰的特点,判断可能存在的线谱数量和线谱频率,确定数理模型参数,然后采用EM迭代算法得到线谱频率的极大似然估计。仿真结果表明:提出方法计算量较少,使得多线谱频率估计问题的复杂度大大降低,可用于检测和识别水下目标辐射噪声中的多线谱成分,且对于幅度较大的线谱频率估计时收敛速度较快。

一种基于频率方差加权的线谱目标检测方法

在复杂的多目标声场中,常规波束形成(CBF)检测器性能显著下降。本文提出一种基于频率方差加权的线谱目标检测方法——CBF频率方差检测器,利用被动目标辐射噪声中含有高强度的稳定线谱这一特征,用每个方位频率域的峰值频率方差对CBF输出的方位谱进行加权。该检测器可在多目标强干扰和同波束强相干干扰背景中检测到弱线谱目标,且只须三维显示,避开了传统的线谱检测四维显示的难点。仿真和海试结果表明,在多目标、强干扰的环境下,可以探测到弱线谱目标。

G.729语音编码算法线谱频率量化的研究

在G.729的语音编码算法中,线谱频率量化是采用预测式矢量量化。当语音传送中出现帧丢失时,采用该方法在译码端会产生误差积累,从而导致语音质量下降。为了降低误差积累的影响,本文提出了一种新型的矢量量化方法。实验结果表明,该方法在防止误差积累方面与G.729相比,性能有明显的提高。

一种有限误差线谱频率参数暂时分解量化算法

本文对线谱频率参数量化提出了一种有限误差的暂时分解算法。新算法以原有的暂时分解算法为基础,重新定义了误差约束条件下的插入事件产生规则,并引入了事件消除机制。实验表明,在相同的编码速率下与原算法相比,该算法在对线谱频率参数量化过程中能够取得更低的平均谱失真度,从而获得更高的语音质量,更适用于低速率语音编码系统。

频率分辨率对水噪声线谱分析的影响

本文根据水噪声线谱在不同频率分辨率条件下的变化规律。综合了大量水噪声功率话，得出了一般舰船水噪声线谱的普遍规律，指出一般线谱能量带宽在0．1Hz左右，功率谱线谱最为明显，且幅值、频率指示值也较准确。

一种基于暂时分解的高效线谱频率参数量化方法

本文基于二阶暂时分解模型,利用LSF参数的有序性,给出了一种用于LSF参数压缩的TD算法,在参数未量化的情况下可获得约为1.28dB的平均谱失真,对表征随时间变化的LSF参数序列的事件函数和事件函数矢量分别进行矢量量化,实验结果表明编码速率在500b/s以下时,能够获得一个相对较低的平均谱失真.

利用船舶噪声线谱的TDOA和FDOA定位方法研究

船舶辐射噪声作为海洋环境噪声的主要来源,是众多噪声源综合作用的结果.船舶辐射噪声中含有丰富的特征信息,是对目标进行跟踪、定位的重要依据.针对两阶段加权最小二乘法(TSWLS)在第一阶段引入多余变量引起的定位不准确的问题,将船舶辐射噪声线谱作为信号源,提出了利用入侵杂草优化算法(IWO)和加权最小二乘算法(WLS)的水下到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)联合定位的方法.仿真结果表明,噪声方差在-40 dB到0 dB时,本文所提方法的速度以及位置的偏差和均方根误差均低于传统的两阶段加权最小二乘法(TSWLS)和迭代加权最小二乘法(ICWLS).所以浅海环境下利用船舶辐射噪声线谱对其进行定位对军事和安全保障方面都具有重要意义.

充液管路低频线谱噪声有源控制试验研究

[目的]充液管路系统的管口辐射噪声是舰船管路噪声控制的重点,具有较高能量的低频线谱噪声更是亟需得到进一步的抑制。[方法]针对充液管路低频线谱噪声问题,设计一套有源消声系统并进行试验验证。该系统由次级声源、控制器、功率放大器和传感器等构成。采用频率追踪算法对线谱频率进行估计,使用谐频自适应控制算法设计控制滤波器。建立泵水循环管路试验系统,开展固定线谱、移动线谱、多线谱噪声有源控制试验,验证有源消声系统的降噪性能。[结果]试验结果表明,该系统可自动跟踪线谱频率,实现移动频率的线谱噪声控制,能够同时控制多根线谱噪声,在管外取得8 dB以上的降噪效果且系统具有较好的鲁棒性。[结论]所得结果可为舰船管路系统低频线谱噪声控制提供可行的方案。