基于小波變換的特征提取方法分析_圖文

1、 第二 期 基 于 小 波變換 的 特 征 提 取 方法分析 藝 一 分 類結(jié) 果 選用 少 一 , 一 。 小 波作 為母小波 有 , 圖 信 號 的 適應(yīng)性 小 波 網(wǎng)絡(luò) 表 示 個元素 呵 , 夕 可一 的 時效果 較好 因此 每 一 特征 向量有 , , 經(jīng) 過嘗 試 用 于 表 示 信號 的 小波 數(shù) 取 別芍 日招 選擇 了 四 類 聲納 信號進 行仿 真 實臉 它 們 分別 記 為 頻率 公 頻率 業(yè) , 持 續(xù) 時 間 屯 招 的單 頻 信 號 持續(xù)蟬 , 艦船輻射 噪聲 筍 留 , 乙 招 的音頻 信號 , 海 洋 環(huán) 境 噪聲 對每 類信 號 各取 三 組 不 同信 噪 比

2、 個樣 本 其 中 , 個 樣 本 用 于 訓(xùn)練 分 類 器 其余 個 樣本 , 個樣 本 用 于 測 試 , 每類 信 號 的樣 本 由 的 同類 信 號得到 每種 信噪 比取 其中側(cè) 側(cè) 組 作 為 基 本組 另 兩 組 通 過 在 與 基 本 組 類相 同的信號 上 加 隨機 噪聲得 到 其信 噪 比 分別 為 一 犯 選 用 由兩層 網(wǎng) 絡(luò)組成 的前 向 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò)分類器 一 表 是 對 醉 個樣 本 進 行 分 類 的 結(jié) 果 上 項目 測 試樣 本數(shù) 分 為該 類 的 數(shù) 日 確 平均 識 別率 類別 識別 率 沁 注意 這里取 艦船 輻 射噪聲 和 海 洋 環(huán) 境 噪聲作為

3、兩 類 不 同 的 信 號 在信 嗓 比很 小時 這 兩 類 信 號通 常很難 區(qū) , , 分 因此 環(huán) 境噪聲 的 引人 使分 類 變得 更加 困 難 , 從 表 中也 可 以 看 出 三 個 樣本 的錯誤 分 類 正 是 由 于 這 兩 類 信 , 號混 淆 所致 六 分析 與結(jié)論 上 面 分 別 介 紹 了 四 種基 于 小 波變換 的 特 征 提 取 方 法 并 給 出了 以 各 自特征為基 礎(chǔ) 的 水 下 目標(biāo) 識別 方法 的 具 , 、 體流 程 點結(jié)論 實 驗 結(jié)果表 明 這 四 種 方 法 都 是 有 效 的 水 下 目標(biāo)特 征 提 取 方 法 但 它們在 整 個 識 別 過

4、程 中 的運 算 量 存 , , 、 貯 量 以 及使 用 時需 遵循 的具 體 原 則 等方 面 存 在粉較 多 差 異 , 通 過 對分類結(jié)果 的 分析 比較 可 以 初 步 得 到 下 面 幾 , , 、 利 用 能 量 分 布特 征 的 水 下 目標(biāo)識別方法 提取 的 能量 特征形 式簡單且 特 征 維 數(shù)低 所 以 算 法 簡 便 存儲 及 運 算 量 小 速 度快 、 、 而 利 用 模 極大 值 特征 的 水 下 目標(biāo) 識 別方 法 由 于 每 一 級 尺 度 空 間 均 要記 錄 多 個極大值 其 選 , , , , , 取 通 常要 從粗 選 到 精 選 分 兩 步 完 成

5、而 且 特 征 向盈 中同時 包 含時 間 平移參數(shù) 和 幅 值 參 數(shù) 所 以 算 法較復(fù) 雜 運 算 量 存貯量 也 較前 者 大 基 于 能量分 布 特征 的 分類方法 雖 然本質(zhì) 上 與傅 里 葉 的 能 譜分析類 似 但 由于 它犧 牲 了一 些頻 率分 辨 力 , , 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 信 號 處 理 第 十六 卷 換 取 了 極 高 的 特征 數(shù) 據(jù)壓縮 比 而且該方法 通 過 設(shè) 計 小 波 函 數(shù) 提 取 部分 尺 度 空 間能量

6、 等 途徑 可 使 提取 的能 量 , , , 僅 僅 局 限于 實 際 分 類 感 興趣 的 頻 段 所 以 它 比 單 純 利 用 傅 里 葉 能 譜 特 征 分類 更加高效 和 靈 活 沒 有 充 分利 用 獷 在 時 域 上 的 局 部 分 析 能力 沒 有 提 供 能量 集 中頻 段 成 分 的 時 域 信 息 , , 該方法 的 缺點 是 , 相 比之 下 基 于模極大 , 值特 征 的 分類方 法 能 巧 妙地 兼 顧 獷 的 時頻 局 部 分 析 能力 既 提 供 了 表 征頻 率 的 尺 度 信 息 又 提 供 了 表 征 時 間 的時 間平 移 信 息 對那 些頻 譜 差

7、別 不 大 而 局 部 奇 異 性 差 別 顯 著 的 目標(biāo) 回 波 來 說 后 者 的 正 確識別 率 會 明顯 高 于 , , 多尺 度 空 間 能量 分 布特 征 分類 方 法 實驗結(jié)果 也 證 實 了 這 一 點 , , , 基 于 能 量 分 布 特 征 的分 類方法 選 擇 尺 度 空 間 的原 則是 要 使選 出 的 尺 度 空 間 能 量 占信 號 總 能 量 的 比 重 盡 可 能大 而 基 于 模 極大值 特 征 的 分 類 方 法 尺 度 空 間 的選 取 原則 除 了 前者 考 慮 的這 一 條 外 還 要 使 選 出 的 尺 , , , 度 空 間 抗 噪能力盡 可

8、能 強 便 于 提取真實 的極 大值 特 征 因此 該方 法 對 目標(biāo) 的 先 驗 信 息 依 賴 性 較 強 , 因 為只 有 , 充分 了 解 目標(biāo) 的時頻 信 息相 對 集 中 的局 域 并針對 這 些 局 域 選 準(zhǔn) 尺 度 空 間 及 確定 各 空 間 極 大 值 的 抽 取 數(shù) 目 才 能充分發(fā)揮 該 方法 的優(yōu)勢 使 正 確識別 率大大提高 , , 而 基 于 能 量 分布特 征 識 別 方 法 卻 不 一 定 要考 慮 以 上 先驗 信 , 。 息 只 需 直 接提 取 所 有 分解 后 的尺 度空 間 能 量 就 能進行 分 類 所 以 對 目標(biāo)先驗 信 息 的依賴 性 相

9、比前 者較 弱 小 波包 變換 的 特 征 提 取 中 由 于 小波包基 比 普 通 小波 基具 有 更 強 的 時頻 分 辨 力 , , 這 促使本 方法 能提 取 , 原始 信 號 中 更 為 精 細 的 時 頻 局 域 信 息 作 為 目標(biāo) 特征 所 以 更 能 敏 感 不 同類水 下 目標(biāo) 回 波 的 細 微 差 異 識 別 精 度 和 分 類 性 能 大大提 高 另 外 由 于 小 波包基是 正 交 基 所 以 各最 佳分解 子 空 間的 嫡 值 特 征 不 相 關(guān) , , , 而 且 正交 的小 , 包變換 有 相 應(yīng) 的 快速 算 法 選 取 的 嫡值 特 征 向量 維數(shù)較 低

10、分類 器 的存 貯量 和 運 算負(fù)荷 均 較 小 所 以 本 方 法 分 類 效率 高 且 實 時 性好 , , 但 該方 法對最佳 子 空 間 的 選 取 結(jié)果 依 賴性 很 強 “ 。 若 回 波進 行小波 包 分 解 后 無論 選 擇 何 種 , 嫡 函 數(shù) 都 無法 得 到 數(shù) 目較 少 的 最 佳 子 空 間而 生 成 枝 葉繁雜 的二 叉 樹結(jié)構(gòu)時 會導(dǎo)致 特 征抽 取 過 程 存 貯 量 和 計 算 量 陡增 進 面 使得 本方 法 總 的 識別 過 程 的 實 時 性 有所 降低 基 于 適應(yīng) 性 小波 網(wǎng) 絡(luò) 的 特征提 取 方法理論 上 講 具有非 常優(yōu) 異 的特點 因 為

11、 它 可 以 把 信 號 通 過 超 級 小 波 , 擬 合 表 示 出來 因 此 特 征提取效 果 很好 這 可 以 從分 類效 果 中看 出 , , , , 但是 具 體什 算 過程 復(fù)雜 運 算 量 大 計算 速 具體應(yīng) , , 度慢 且 對 信 號 的初 始狀態(tài) 或著 預(yù) 處理 依 賴 較大 這是 該方 法最大 的不 足 , 總 之 上 述 方 法各 有特點 應(yīng)該說都 是 具有廣闊 應(yīng) 用 前景 的 較好 的 水 下 目標(biāo)特 征 提 取 與 識 別 方 法 , , 用 中 慶結(jié)合 實 際 情 況 有 針 對性 地 加 以 選 用 , , 參 考 文 獻 網(wǎng) 閻 間 , , 上 缸唱 ,

12、 汕州 地 盼 雙山 , , 認(rèn), 閣 , 正 到 廠幾印 , 日 , 一翻 丫 如 沁朋 泊 舊 , 比 , 血沖 武 噸 社 一 。 目址 妙 , 認(rèn)厄誡 改 份 招 比叮以 甘 王 俊 陳逢 時 一 。 , 一 種 基 于 子 波變換模極大值 的 信 號 重 建方 法 系統(tǒng) 工 程 與 電子 技 術(shù) 一 石 年 第 , 期 , 王宏禹 訪 數(shù) 字 信 號 處 理專論 國 防工 業(yè) 出版 社 , , 卯 年 , 恤出 望趁 , , 幻 一 始目 叨 , 正王 翔 七 , 一 吐耽 治 幼成 洽 , , 如 司 , , , 治 朗 即 認(rèn) 淚 , 比 叨 記 以 吸為 一 鼠以 月 田 ,

13、比功 幣。奴 及沂 , , 卜 殆山川 卜 加舊 貽 , 入 記 認(rèn)陽鞏淤怕 妞 印 心 翩以沁 下 轉(zhuǎn)第 頁 加 鄉(xiāng) 面 , 卯 , 一 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第二 期 羞于 朋 的 機續(xù) 霄 達 艦船 成 像 竹 、 圖 兩 條貨船 的 二維 像 圖 從海 洋 衛(wèi) 星 四 、 獲取 的英吉利海峽艦 船 三 維 立 體 圖 像 結(jié) 論 朋 成像 得 到 巧 米 , , 對 直 升 機載霄 達 飛 行條 件 下海 面 上 的船 進 行 未知 但 仍 然

14、 可 以 通 過 對 回 波 相 位 的分 析進 行成像 者 的 成像 結(jié) 果也是 相 似 的 別 和 分類 有 重 要意義 。 , 米 分辨率 雖 然船 的運 動 情 況 , , , 圖 是 國 外 研 究機 構(gòu) 對艦 般的成 像 圖 從 圖 中可 以 看 出 兩 這對 目標(biāo) 識 表明 方 法 對艦 船 目標(biāo) 成 像 可 以 獲得 高分辨率 的雷 達 圖 像 參 考 文 獻 【 岡 政由 一 口 獷 堵 。剮才 祖乎 蠟 , 姻 飛 曰招 , 甄 及 觸壇找 吵 ?；?以幻 習(xí) 山 勸留 , 李璽 , 艦 船 的混 合 七 一 成像研究 現(xiàn) 代 霄 達 以 年第 期 。 八 加 匆舊 側(cè)咧噸 川目加沈 山 工 址 。比 以功 陀 加 留 為 份垃泊 度比勸 理 班羅 垃。 幼 雙冗冶 ” 貽 鮮瞼 , 忱 哪 朋 瀏匆 吻 加攀 勿 噸 山妞 川價幻 姆 撫 正 , 。 為 刊匕 ,月 公 上 接第 飾 幻 心 已趁 頁 徹目鄧 。 歸即 也切陰以 月目加沈 丁 的 拜眨 歡以泊 議 次 創(chuàng)五 比 噸 呂 為呼如 燦 以 刁巨飛 峽卿助 巨刀名 , 川比功 切 切比 兔 且心加州噸 卜 明公 內(nèi)娜山口 曰七朗 山 叨官 歸 奴 叮嶺 山 坦 政幼 叼 認(rèn) 協(xié) 加 肚劉 , 淚 改 加 川自 此 正 拍以 叮 切羌 , 此 。找口 拙加 目抑 泊 丘 切