一种基于海豚哨声参数模型的水声隐蔽通信方法技术

本发明专利技术提供了一种基于海豚哨声参数模型的水声隐蔽通信方法，通过采集大量的不同海豚哨声信号并形成STFT时频谱图，利用数字图像处理提取其时频轮廓曲线。通过对比分析，选取能够频分复用、时长较短的N种哨声信号，并基于参数模型和一定的映射规则将待发射的信息加载至生成的哨声信号上，最后将生成的N种哨声信号再按一定的规则组合，形成具有强隐蔽性的通信信号。本发明专利技术因其信号特征和调制方式使得通信内容具有极强的隐蔽性，通过与时分复用、频分复用结合的技术，使得发射信号类似于群体生物此起彼伏的叫声，更加真实；时分复用、频分复用的引入还能提升一定的传输速率，因此更具有实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于海豚哨声参数模型的水声隐蔽通信方法
本专利技术涉及隐蔽水声通信领域，具体涉及仿生学、声信号处理技术、数字图像处理、信息对抗、信号编码方法等，尤其是一种水声通信方法。
技术介绍
海洋是人类生存发展的源泉。如何开发和利用海洋是我国在走向世界强国的过程中需要直面的问题。对海洋资源的开发利用，对领海的保护和管控，都对水声通信提出了更高的要求。近些年来，水声通信朝着高速率、高可靠性和网络化的方向有了进一步的发展，在军事方面，通信的隐蔽性能也成为不可忽视的一部分。隐蔽水声通信不仅需要保证传输信号在水下安全秘密地传输，而不被敌方识别、检测或截获，更需要保证移动或非移动的水下通信平台位置的安全，不被敌方发现、销毁、监听。因此隐蔽通信对于水下信息的安全传送具有很强的战略意义。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于海豚哨声参数模型的水声隐蔽通信方法。为使得通信信号具有更强的隐蔽性，本专利技术提出了一种模拟真实的海洋生物叫声隐蔽仿生通信技术，通过提取多种海豚生物哨声时频轮廓曲线，产生基于参数模型的仿海豚群体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于海豚哨声参数模型的水声隐蔽通信方法，其特征在于包括下述步骤：/n步骤一：提取海豚哨声信号时频轮廓图/n利用水听器自行采集或通过“沃特金斯海洋哺乳动物声音数据库”平台获取多种海豚声音信号，经短时傅里叶变换提取其时频谱图：/nG

【技术特征摘要】
1.一种基于海豚哨声参数模型的水声隐蔽通信方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤一：提取海豚哨声信号时频轮廓图
利用水听器自行采集或通过“沃特金斯海洋哺乳动物声音数据库”平台获取多种海豚声音信号，经短时傅里叶变换提取其时频谱图：
Gsw(ω,t)＝∫sw(τ)g(τ-t)ejωτdτ
其中，Gsw(ε,τ)为短时傅里叶时频谱，ω为角频率，t为时间，sw(t)为采集的海豚声音信号，τ为积分变量，g(t-τ)为窗函数，e为自然对数；
通过数字图像处理方法对得到的时频谱图的像素矩阵进行基波分量的提取，最终得到海豚哨声信号基波分量的时频轮廓曲线fw(t)：
λ:Ga×b×3→fw(t)
其中，Ga×b×3为a×b维RGB像素矩阵显示的彩色时频谱图，λ表示为由时频谱图Ga×b×3经数字图像处理方法到时频轮廓函数fw(t)的一个映射；
步骤二：选择可利用的哨声信号
选取K种在步骤一中已提取好时频轮廓的可利用哨声信号，使得频率不重叠的信号同时发送，或者频段有重合的信号交替发送；根据选取的海豚哨声信号的时频轮廓曲线fw1(t)、fw2(t)、fw3(t)...，产生所需的仿海豚原始哨声信号sm1(t),sm2(t),sm3(t)...；
步骤三：构建海豚哨声信号参数模型
针对于第i种海豚哨声信号smi(t)，合成信号参数模型构建为：



fsyn(t)＝fcenter(t)+c×(fw(t)-fcenter(t))+fc
其中，s(t)为基于第i种原始信号smi(t)的合成哨声信号，A为固定信号幅度，fsyn(t)随时间变化的频率函数，T为信号持续时长，fcenter为哨声时频谱轮廓中间时间点对应的频率，c为哨声频率的纵向伸缩系数，伸缩系数c以1为中心值，携带ncbit...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海燕，马高悦，马石磊，申晓红，杨港，刘佳乐，王奕成，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61