直升机声信号增强方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种直升机声信号增强方法及装置，该方法包括采集典型应用环境下的背景噪声信号作为噪声训练数据，对噪声时频幅度谱进行离线字典学习，得到用信号字典矩阵和噪声字典矩阵组合表示的带噪信号时频幅度谱；采集带噪直升机信号，固定所述噪声字典矩阵，通过所述信号字典矩阵对带噪直升机信号时频幅度谱进行在线字典学习，并对学习到的直升机信号字典施加谱稀疏约束，通过估计得到直升机信号时频幅度谱；结合带噪直升机信号的相位及估计得到的直升机信号时频幅度谱，通过逆变换得到增强的目标直升机信号。本发明专利技术能够使声探测设备在复杂背景噪声中提取质量较高的目标直升机声信号。

Method and Device of Helicopter Acoustic Signal Enhancement

The invention relates to a helicopter acoustic signal enhancement method and device. The method includes collecting background noise signal in typical application environment as noise training data, learning the time-frequency amplitude spectrum of noise by off-line dictionary, obtaining the time-frequency amplitude spectrum of noise signal expressed by combination of signal dictionary matrix and noise dictionary matrix, collecting noise helicopter signal and fixing the noise word. Canonical matrix, through the signal dictionary matrix, the time-frequency amplitude spectrum of the helicopter signal with noise is learned online, and the spectrum sparse constraint is applied to the learned helicopter signal dictionary, and the time-frequency amplitude spectrum of the helicopter signal is obtained by estimating; combining the phase of the helicopter signal with the estimated helicopter signal and the time-frequency amplitude spectrum of the helicopter signal, the enhanced target straightness is obtained by inverse transformation. Lift signal. The invention can enable the acoustic detection equipment to extract high quality target helicopter acoustic signal in complex background noise.

【技术实现步骤摘要】
直升机声信号增强方法及装置
本专利技术涉及一种信号增强方法，尤其涉及一种基于谱稀疏约束非负矩阵分解的直升机声信号增强方法及装置。
技术介绍
直升机是战场上一种威胁性很大的武器，有“空中坦克”之称；它能够突然出现并超低空飞行，以躲避传统雷达的搜索。由于直升机在飞行过程中辐射高强度且有明显特征的噪声，因而研究者尝试采用被动声探测的方法，完成直升机目标的检测、定位和识别等一系列任务。复杂背景噪声干扰是制约上述任务处理效果的主要因素，因而需要探索有效的噪声抑制和信号增强方法。噪声抑制算法已有近几十年的发展，常见方法包括谱减法、维纳滤波、自适应滤波噪声抵消方法和波束形成算法等。谱减法和维纳滤波均需对一定时间段的噪声谱进行估计，其基本假设是噪声在该时间段具有统计平稳性；然而，时间环境噪声是短时非平稳的，因而制约了该类算法的性能。自适应滤波算法需要选取合适的参考噪声通道，多通道差分信号是较好的选择，但在目标方位未知时无法获取；波束形成信号增强方法同样需要事先知道目标方位，同时其性能也受到阵元个数和阵列孔径的限制。有鉴于此，需要一种能够使声探测设备在复杂背景噪声中提取质量较高的目标直升机声信号，降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直升机声信号增强方法，其特征在于，包括：步骤一：采集典型应用环境下的背景噪声信号作为噪声训练数据，对噪声时频幅度谱进行离线字典学习，得到用信号字典矩阵和噪声字典矩阵组合表示的带噪信号时频幅度谱；步骤二：采集带噪直升机信号，固定所述噪声字典矩阵，通过所述信号字典矩阵对带噪直升机信号时频幅度谱进行在线字典学习，并对学习到的直升机信号字典施加谱稀疏约束，通过估计得到直升机信号时频幅度谱；步骤三：结合带噪直升机信号的相位及估计得到的直升机信号时频幅度谱，通过逆变换得到增强的目标直升机信号。

【技术特征摘要】
1.一种直升机声信号增强方法，其特征在于，包括：步骤一：采集典型应用环境下的背景噪声信号作为噪声训练数据，对噪声时频幅度谱进行离线字典学习，得到用信号字典矩阵和噪声字典矩阵组合表示的带噪信号时频幅度谱；步骤二：采集带噪直升机信号，固定所述噪声字典矩阵，通过所述信号字典矩阵对带噪直升机信号时频幅度谱进行在线字典学习，并对学习到的直升机信号字典施加谱稀疏约束，通过估计得到直升机信号时频幅度谱；步骤三：结合带噪直升机信号的相位及估计得到的直升机信号时频幅度谱，通过逆变换得到增强的目标直升机信号。2.根据权利要求1所述的直升机声信号增强方法，其特征在于，在所述步骤一中，采用非负矩阵分解方法对所述噪声时频幅度谱进行字典学习。3.根据权利要求1所述的直升机声信号增强方法，其特征在于，所述步骤一包括：在典型应用环境录制一定时长的背景噪声波形，并采用按间隔抽点的方式将噪声信号降采样，以与直升机声信号的采样频率相匹配；对采集到的噪声信号分帧、加窗，对每个短时窗信号进行傅里叶变换，获得噪声时频幅度谱。4.根据权利要求1所述的直升机声信号增强方法，其特征在于，所述步骤二包括：对采集到的带噪直升机声信号分帧、加窗，对每个短时窗信号进行傅里叶变换，获得带噪直升机信号时频幅度谱。5.一种直升机声信号增...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立学，王志峰，杨博，袁彦，周印龙，程宇，孙志洁，张思凡，王皓，蔡文义，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11