本技术涉及水声信号处理技术领域,特别涉及一种复杂海洋环境下仿嘀嗒声水声仿生通信信号识别方法及系统,构建包含真实鲸目动物嘀嗒声信号和仿嘀嗒声水声仿生通信信号的训练集,将训练集中每个信号音频样本分为固定帧子信号样本;提取每一帧子信号的七类特征,构建融合特征向量,再将所有子信号的融合特征向量组成融合特征图像;搭建水声仿生通信信号识别模型,并使用训练集进行模型优化;将待识别信号样本分为固定帧子信号样本后,得到融合特征图像,并输入训练好的水声仿生通信信号识别模型中得到识别结果。本发明能够在小样本长度和复杂水声信道环境下实现仿嘀嗒声水声仿生通信信号的精确识别。
背景技术
仿嘀嗒声水声仿生通信技术基于仿生学思想,利用海洋中鲸目动物嘀嗒声或者人工合成的嘀嗒声作为信息载体。第三方在识别过程中将仿嘀嗒声隐蔽水声仿生通信信号视为海洋背景噪声而排除,从而实现隐蔽通信。这种方式大大提高了水声通信的隐蔽性,具有广泛的应用前景。
水声仿生通信技术备受关注的同时,水声仿生通信信号的识别在水下电子对抗领域也占有重要的地位,有效的信号识别方法可以带来显著的优势。然而,针对仿嘀嗒声水声仿生通信信号(Biomimetic Camouflage Click Communication Train,BCCCT)识别的研究仍处于起步阶段,现有方法都是以相邻嘀嗒声的时延差的统计特性为基础,首先在时域通过对单个嘀嗒声精确定位得到相邻嘀嗒声的时延差间隔,然后通过观察是否存在阶梯分布的统计特性或者将时延差分布曲线输入卷积神经网络中对信号进行识别,对样本长度要求较高,且在复杂水声信道条件下具有局限性。在实际海洋环境中,水声信道受到不均匀介质、海面与海底的声反射以及海水对声能的吸收作用等的影响,具有多径效应显著、环境噪声大、时空频变等特点,是无线通信领域中最为复杂的信道之一;同时鲸目动物所发出的真实嘀嗒声信号(Real Click Train,RCT)一般持续时间较短,BCCCT要想维持较高的隐蔽性能,也必须控制信号的持续时间在较短的范围内,因此如何在复杂水声信道环境下对小样本、短突发的BCCCT进行准确识别成为亟待解决的实际问题。
实现思路