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文献检索:
  • 信源空间散布条件下的声呐目标滤波方法
  • 基于密集多波束接收空间观测数据向量,定义了一个与信源空间分布参数相关的特征量空间散布指数,并利用蒙特卡洛积分对不同信源散布角宽度、不同信噪比和不同噪声空间分布特性条件下的空间散布指数进行了建模与计算。在此基础上,形成了在分布式混响/噪声背景下检测目标回波信号的空间散布指数滤波方法。利用轻型AUV(AutonomousUnderwaterVehicle)水下航行器声呐获得的实验数据进行了验证,表明该方法可显著抑制了混响及流噪声干扰。该方法无需假设信源间彼此独立,对混响干扰具有良好的适应性;由于混响及流噪声成分被大部分滤除,显著提高了信号处理增益,在后续检测过程中避免了宽波束接收、旁瓣泄漏、主动声呐平台运动等因素引起的背景噪声的显著增加。
  • 2013国际声学会议消息
  • 第21届国际声学大会(ICA2013)将于2013年6月2日至7日在加拿大蒙特利尔举行。本届大会由国际声学委员会(简称ICA)发起,美国声学学会与加拿大声学学会联合承办,是第165届美国声学学会年会和52届加拿大声学学会年会的联合会议。ICA目的在于促进声学领域国际间的广泛交流与合作,
  • 基于射线跟踪技术的浅海波导中目标回声计算
  • 基于浅海波导中目标回声计算的射线声学方法,将数值模型推广到任意声速剖面的情况,发展了基于射线跟踪技术的浅海波导中复杂目标回声的数值计算方法。应用HAPRO声线模型跟踪计算本征声线,并结合板块元方法计算浅海波导中的目标声散射。算例比较了冬、夏两季典型声速剖面和细沙、黏土海底等不同浅海环境情况下的目标回声特性。计算表明,浅海波导中球体和横向放置的长圆柱体的等效目标强度ETS与自由空间中的目标强度TS很接近,声速剖面和海底底质对这类目标的ETS影响很小,传统意义上的声呐方程基本上成立。竖向放置的长度/波长比远大于1长圆柱以及benchmark潜艇等复杂形状目标的ETS与自由空间中的TS差别较大,传统的主动声呐方程存在较大误差。
  • 浅海波导中水平接收阵被动时反混响抑制方法研究
  • 使用基于射线简正波异地混响理论建立的水平接收阵接收海底混响模型,提出了水平阵被动时反混响抑制方法。以水平接收阵接收回波信号的某一时刻作为开始,分别对其前一时刻和后一时刻的回波信号做时反算子分解获得两个混响子空间,将这两个混响子空间的平均作为该时刻的混响子空间的一个估计,然后利用投影处理来抑制该时刻接收信号中的混响成分。该方法可以在一定程度上克服由于海底粗糙引起的局部时间(距离)段内接收回波信号的不平稳性,使得估计得到的混响子空间更加接近真实混响子空间。因此,利用其进行被动时反混响抑制可以增强回波信混比,提高对目标的检测和方位估计能力。针对典型浅海波导环境开展的仿真验证了本文方法的有效性。
  • 相关测速声呐阵元坐标估计算法研究
  • 针对相关声呐接收阵元实际坐标与设计坐标不一致引起的测速误差,提出阵元坐标估计算法,以提高相关声呐的测速准确度。基于混响时空相关函数模型,对相关测速声呐时空相关函数特性进行了理论分析,提出了选择用延时0处的数据空间相关函数与理论空间相关函数进行阵元坐标估计的局域最小二乘拟合算法,并采用序列二次规划法解决了阵元坐标估计算法的最优化问题。海上试验数据的处理结果表明,该算法可以对阵元坐标进行有效估计,使用估计的阵元坐标后,相关测速声呐测速准确度提高了67%。
  • 总体最小二乘算法模波束形成方法研究
  • 研究了模波束形成处理算法,并在此基础上提出了一种总体最sJ~z.乘算法模波束形成技术。该方法利用总体最小二乘算法修正了从垂直接收基阵数据中提取出的简正波模态函数信息,准确估计出各阶简正波模态系数,提高了对目标检测和定位的性能。针对典型的浅海波导环境,进行了计算机仿真实验,结果表明:在低频远程目标条件下,该方法与常规最小二乘算法模波束形成相比,估计出的简正波模态系数更精确,具有旁瓣低,分辨率高,定位性能好的优点。
  • 水下弹性球体对Bessel波束散射的计算及分析
  • 以弹性球体为例,分析Bessel波束入射到水下物体时的声散射。将水下弹性球体声散射场的分波序列计算公式加以推广,应用于Bessel波束入射的情况。借鉴平面波散射的模式,通过几何分析指出了Bessel波束入射下镜反射波和Franz波干涉所形成的反向散射形函数上的峰峰间隔与波束特征参数β的关系,并首次给出了峰峰间隔的预报公式。同时,采用共振散射理论对每阶分波的弹性散射单独分析,深入研究了β对纯弹性共振的影响,发现通过选取特定的β可以使相应阶分波的弹性散射贡献被消除,从而使在反向散射中对应频率及其附近处的共振得到显著的抑制。
  • 水中矩形板的共振声辐射
  • 研究共振声辐射理论(Resonance Radiation Theory:RRT)在水中矩形板的应用。导出了矩形板的共振声辐射公式、并数值验证了其适用性。深入分析了有流体负荷矩形板的复共振频率的物理意义及其与导纳留数、模态辐射率的关系,复共振频率的实部表示实际共振频率,虚部反映模态辐射能力。根据复共振频率容易找到辐射能力相对较强的模态,为有针对性控制声辐射提供了新的思路。鉴于复平面搜根求解模态复共振频率的困难,针对矩形板的特点提出了一种求解复共振频率及留数的快速方法。结合该方法及RRT,提出了一种快速计算辐射声功率的方法,数值验证表明该方法精度高、速度快。
  • 基于虚拟时间反转镜的垂直阵舰船辐射噪声级测量方法
  • 研究了利用垂直阵测量舰船辐射噪声过程中因水声信道的多径效应对测量性能产生的影响,建立了基于声场模型的舰船辐射噪声测量的数学模型,推导了基于虚拟时间反转镜辐射噪声测量的理论公式,提出了一种基于虚拟时间反转镜技术的垂直阵舰船辐射噪声级测量方法。该方法首先采用基于波束积分的SCOOTER模型,根据海洋环境参数计算出辐射声源至测量水听器之间的信道传输函数,然后,用计算出的信道传输函数对接收信号做虚拟时反处理,以消除或减弱信道多径效应对接收信号的影响,从而提高舰船辐射噪声级测量精度。针对典型的浅海声信道,进行了计算机仿真试验。结果表明,该方法能有效地进行舰船宽带辐射噪声测量,当阵元个数满足一定要求时,测量得到的声源级与实际声源级相比,误差小于1dB。
  • 超声成像中基于特征空间的前后向最小方差波束形成
  • 针对最小方差(MV)波束形成在算法稳健性和超声成像对比度方面存在的缺点,提出一种将特征空间法和前后向空间平滑法融合用于最小方差波束形成的超声成像方法。首先用前后向空间平滑取代传统的前向空间平滑,得到更精确的协方差矩阵;然后计算最优加权向量,并将该向量投影到由协方差矩阵特征空间构造的信号子空间中;最后利用投影所获得的向量与阵元数据进行运算得到成像回波数据。为了验证算法的有效性,对医学成像中常用的点目标和斑目标进行了成像实验。仿真结果表明:所提出的方法不依赖于对角加载参数的选取,在保持MV算法高分辨率的同时,还有效提高图像的对比度和算法的稳健性。
  • 采用超声导波阵列技术研究板类结构大面积检测
  • 超声导波阵列检测技术可以实现板类结构的快速、大面积检测,是工业领域中最有前景的技术之一。针对目前此技术中存在的单一模态传感器难制作、检测频率高(一般在200kHz以上)、需非常密集的传感器阵列和成像分辨率低等问题,本文采用一种圆环形线圈EMAT(ElectromagneticAcousticTransducer),在较低频率15kHz激励产生单一A0模态Lamb波,由8个传感器组成环形阵列,利用TFM(TotalFocusMethod)进行成像,实现了超声Lamb波对板类结构的快速、大面积检测。对一块包含直径为27mm通孔的3mm厚铝板进行实验研究,结果表明,此系统具有较高的测量稳定性和成像分辨率,能快速定位缺陷,适用于对板类结构进行大面积粗检。在对检测系统盲区形成原因分析的基础上,建立了一种计算盲区范围的方法。
  • 固定干扰源存在下的管道泄漏检测和准确定位
  • 为了解决固定位置的声/振动干扰源引起的管道泄漏声检测的虚警或者漏点定位错误问题,利用泄漏信号源和固定干扰源之间的独立性,通过盲卷源分离算法得到泄漏信号在一定代价函数下的最优估计,并将该估计作为输入信号从检测信号中自适应预测得到泄漏信号,这样就可以保留泄漏信号中的时延信息。对实际检测信号的处理表明,应用提出来的方法可以有效的去除检测信号中来自固定干扰源的噪声,同时不损失泄漏信号中的时延信息,可在固定干扰源存在时实现管道泄漏有效检测和准确定位。
  • 混响环境下汉语语音知觉特征的实验分析
  • 根据混响环境下的汉语单音节清晰度实验,采用多维尺度和聚类分析的方法得到了混响作用下声母、韵母的知觉空间结构和层次逻辑关系。发现混响环境下声母的主要知觉特征是舌的发音部位(摩擦部位)和送气一不送气,其中舌的发音部位是声母最重要的知觉特征;韵母的主要知觉特征是起始部分元音的舌位。声母的清一浊特征和韵母的韵尾在混响环境下对语音知觉几乎不起作用。实验结果也揭示出语音的知觉特征与物理传递条件的相关性。
  • 维吾尔语焦点的韵律实现及感知
  • 通过严格控制的语音实验,研究了维吾尔语陈述句中焦点对音高和时长的调节作用。实验设计了两个目标句,请发音人根据上下文自然地强调句中相应的词,随后还考察了焦点的感知问题。结果表明:(1)以句末焦点为基线,维吾尔语焦点的韵律编码方式类似于北京话和英语中的“三区段”调节模式,表现为焦点词音高升高、音域扩大和焦点后音高骤降(音域变窄),而焦点前音高变化不大;(2)焦点词和焦点前的词时长都有延长,而焦点后的词没有明显变化;(3)对焦点感知的正确率平均可达90%左右,表明焦点的韵律编码方式是有效的感知线索;(4)感知实验及语调分析还显示,维吾尔语“中性焦点”语调特征与英语和汉语不同,它接近句首焦点而不是句末焦点。另外,论文特别讨论了“焦点后音高骤降”在中国语言中的分布及来源问题。
  • 兴奋模式下谐波复合音音高感知机制的研究
  • 通过测量谐波复合音的基频辨别阈,探讨中等“高次谐波”的音高感知是否依赖于谐波的可分离性,以及掩蔽音对实验结果的影响。实验方法:在目标音单独存在或目标音与掩蔽音混合时,将刺激通过高、中、低三个带通滤波器以获得不同的谐波可分离度。实验刺激设计为5种基频差异和4种相位组合。五名被试均为年轻人,纯音听阈≤15dBHL。研究结果发现:谐波复合音的基频辨别阈随着信号频段的上移而增大;目标音和掩蔽音的基频差异对基频辨别阈有显著影响;但相位影响不显著。结论:谐波的可分离性对基频辨别阈有显著影响,但中等“高次谐波”的音高感知不依赖于可分离性;混合音的大部分音高感知结果与兴奋模式的峰值大小密切相关。
  • 矢量泰勒级数特征补偿的说话人识别
  • 将矢量泰勒级数(Vector Taylor Series,VTs)特征补偿算法应用于说话人识别,给出了卷积噪声方差的近似闭式解,构建了联合快速估计卷积噪声和加性噪声均值和方差的框架。该算法可在无需失配环境先验信息的前提下,直接从失配语音中估计出卷积噪声和加性噪声的均值和方差,实现对环境失配的补偿。实验结果表明,在信道变化较大的无线信道下,卷积噪声方差的补偿最高可降低误识率3.24%,提升了系统的识别性能。在存在加性噪声的无线信道下,与基于线性失真模型的特征映射算法和倒谱均值减算法相比,本文算法可分别最大降低49.65%和68.06%的误识率,适合于信道变化较大的失配环境补偿。
  • 全国声学名词审定委员会成立
  • 2012年10月28日,全国声学名词审定委员会成立大会在杭州召开。 2012年6月,中国声学学会七届五次常务理事会讨论,决定接受全国科学技术名词审定委员会的委托,用大约三年时间完成声学名词的审定工作。我会在全国名词审定委员会的指导下,认真做好筹备成立声学名词审定委员会的工作。经过充分准备,成立了由不同分支学科70余位专家组成的声学名词审定委贝会,
  • 《声学学报》封面
      2010年
    • 01

    主办单位:中国科学院声学研究所

    主  编:马大猷

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