基于谐波小波的舰船辐射噪声线谱提取方法

王 露，雷 波，杨坤德

（西北工业大学声学工程研究所，陕西 西安 710072）

0 引言

在水声信号处理领域中，舰船辐射噪声信号一直是研究的重点［1－3］，其中，线谱具有集中而稳定的能量，可用来估计目标的运动参数，进行目标识别［4－5］。因此，对被动声纳而言，提高线谱的检测能力和提取质量，对于提高目标检测、分类和识别正确率都具有重要的意义。

对于线谱成分的提取，现有的成果大多采用传统的功率谱分析方法进行研究［6－8］，这就要求待分析的样本信号具有较高的信噪比，但是，实际接收的舰船辐射噪声信号都非常弱，不可避免地受到海洋环境噪声的强干扰［9］。因此，研究在强背景噪声下微弱的特征线谱成分的频域提取和时域恢复方法，显得尤为重要。

针对在低信噪比情况下传统方法难以准确提取舰船辐射噪声线谱这一问题，本文提出了一种基于谐波小波变换（Har monic Wavelet Transf or m：H WT）的高分辨线谱提取方法。

1 谐波小波理论

谐波小波［10］作为一类小波，存在明确的函数表达式，在频域紧支，且具有良好的“盒形”频谱特性，可以看作是一个理想的带通滤波器，其超窄带高分辨率检波的优良特性几乎可以把强噪声全部消除掉，且保持数据点数和采样率不变［11］。

谐波小波的核心问题是构造一个频谱被严格限定在信号频率附近的小波函数。为了实现信号的任意分频，广义谐波小波［12］引入正实数m，n（m＜n），根据二进小波包［13］的分解原理，可将谐波小波分解的分析带宽B与参数m，n的关系表示为