检索结果-内蒙古大学图书馆

中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：杨逍宇李爽童峰陈东升厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室厦门大学海洋与地球学院

由于水声信道的动态时-空-频变特性,导致面向长时间海洋环境监测的水下信息传输难以兼顾传输的高速率和稳健性。为解决上述问题,本文提出了一种基于信道质量因子的自适应跳频水声通信方案,该方案以基于信噪比和时延扩展的信道质量因子... 详细信息

由于水声信道的动态时-空-频变特性,导致面向长时间海洋环境监测的水下信息传输难以兼顾传输的高速率和稳健性。为解决上述问题,本文提出了一种基于信道质量因子的自适应跳频水声通信方案,该方案以基于信噪比和时延扩展的信道质量因子作为信道特征参数对当前信道条件进行评估,实现调制模式的自适应切换。通过设置两种跳频模式,在信号解调后获取信道质量因子作为评估当前水声信道质量的依据,从而实现跳频模式的优化调整。浅海信道实验表明,所提自适应跳频水声通信方案能够适应信道变化,选择合适的通信模式匹配信道,达到兼顾传输速率和通信质量的目的。

关键词：自适应调制跳频通信系统信道评估信道质量因子海洋环境监测

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面向多说话人分离的深度学习麦克风阵列语音增强

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电子技术应用 2022年第5期48卷 31-36页

作者：张家扬童峰陈东升黄惠祥厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室福建厦门361005 厦门大学海洋与地球学院福建厦门361005 厦门大学深圳研究院广东深圳518000

随着近年来人机语音交互场景不断增加,利用麦克风阵列语音增强提高语音质量成为研究热点之一。与环境噪声不同,多说话人分离场景下干扰说话人语音与目标说话人同为语音信号,呈现类似的时、频特性,对传统麦克风阵列语音增强技术提出更高... 详细信息

随着近年来人机语音交互场景不断增加,利用麦克风阵列语音增强提高语音质量成为研究热点之一。与环境噪声不同,多说话人分离场景下干扰说话人语音与目标说话人同为语音信号,呈现类似的时、频特性,对传统麦克风阵列语音增强技术提出更高的挑战。针对多说话人分离场景,基于深度学习网络构建麦阵空间响应代价函数并进行优化,通过深度学习模型训练设计麦克风阵列期望空间传输特性,从而通过改善波束指向性能提高分离效果。仿真和实验结果表明,该方法有效提高了多说话人分离性能。

关键词：深度学习麦克风阵列波束形成 LSTM

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基于深度学习的鱼群视频轨迹追踪

基于深度学习的鱼群视频轨迹追踪

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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：丁剑勇周阳亮许肖梅厦门大学海洋与地球学院水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室(厦门大学)

鱼群视频轨迹追踪是量化判断水下噪声对鱼群是否影响的有效手段,然而现有鱼群视频轨迹追踪系统多针对斑马鱼等特定鱼类的灰度特征设计算法进行鱼群检测,由于依赖鱼类灰度等特征进行追踪,易受环境干扰且处理时间较长等缺点,因此不易迁移... 详细信息

鱼群视频轨迹追踪是量化判断水下噪声对鱼群是否影响的有效手段,然而现有鱼群视频轨迹追踪系统多针对斑马鱼等特定鱼类的灰度特征设计算法进行鱼群检测,由于依赖鱼类灰度等特征进行追踪,易受环境干扰且处理时间较长等缺点,因此不易迁移于其他鱼类。本研究将深度学习引入鱼群视频轨迹追踪中,提出了一种基于YOLODeepSORT目标检测-数据关联的鱼群视频轨迹追踪方法。其中,在目标检测部分使用YOLOv5算法检测鱼群位置;在数据关联部分,使用DeepSORT算法将YOLOv5检测得到的鱼群位置信息在时间轴上关联起来得到鱼群轨迹。将所提方法分别应用于两种不同复杂度的场景下鲫鱼及大黄鱼的视频追踪,实验结果表明:追踪准确率分别达到了98%和94%以上,且平均单帧处理时间仅为0.014 s,表明了所提方法的有效性。

关键词：鱼群,视频,轨迹追踪深度学习

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海洋地质钻探水下噪声特征分析

海洋地质钻探水下噪声特征分析

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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：黄龙飞肖芳贵许肖梅厦门大学海洋与地球学院水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室(厦门大学)

海洋工程水下噪声引起的海洋声场变化给海洋生物带来了显著影响。目前,海洋工程水下噪声研究聚焦于工程建设期和营运期噪声,地质勘察期噪声研究相对较少。而对于海洋工程地质勘察中普遍应用的地质钻探手段,其水下噪声的监测与分析工作... 详细信息

海洋工程水下噪声引起的海洋声场变化给海洋生物带来了显著影响。目前,海洋工程水下噪声研究聚焦于工程建设期和营运期噪声,地质勘察期噪声研究相对较少。而对于海洋工程地质勘察中普遍应用的地质钻探手段,其水下噪声的监测与分析工作更是匮乏。本文对厦门近岸海域地质钻探过程中的套管锤击、震动,及钻孔取样水下噪声进行了监测,数据分析结果表明:管径20 cm时,锤击噪声为脉冲型噪声,声源级较高,达188.6 dB/1uPa,一定范围内存在对海洋哺乳动物的伤害风险。震动及钻孔噪声为连续型噪声,声源级较低,分别为151.1 dB及148.1 dB。然而,由于持续时间长（12 h）,钻孔噪声声源处累积声暴露级达173.8 dB/1μPa.s,一定范围内噪声累积效应仍可导致对部分鲸类动物的潜在伤害。

关键词：海洋工程地质勘察地质钻探水下噪声

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海上风电场运营期水下噪声的仿真研究

海上风电场运营期水下噪声的仿真研究

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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：王晨卉陶毅许肖梅厦门大学海洋与地球学院水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室

利用简正波模型,仿真研究了浅海均匀分布于全水深的垂直线阵列声源的传播损失场。结合珠海桂山风电场运营期水下噪声的实测数据,在100～500Hz范围内对比分析了点声源模型和线列阵声源模型传播损失场的误差。仿真结果表明:随着阵元数量... 详细信息

利用简正波模型,仿真研究了浅海均匀分布于全水深的垂直线阵列声源的传播损失场。结合珠海桂山风电场运营期水下噪声的实测数据,在100～500Hz范围内对比分析了点声源模型和线列阵声源模型传播损失场的误差。仿真结果表明:随着阵元数量的增加,线列阵的声传播损失波动变小,幅度有所下降。对于频率为500Hz的声源,在阵元数量达到7后,继续增加阵元数量造成的改变已经很小。在较低频率的100 Hz时两种声源模型仿真得到的误差值相同,在200Hz以上,线阵列仿真结果的平均绝对误差和均方根误差均要小于点声源模型。

关键词：海上风电场垂直线列阵水下噪声

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面向长时水声通信数据采集与评估的浮标设计与实现

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数字海洋与水下攻防 2022年第4期5卷 279-284页

作者：杨逍宇马伯乐周跃海陈东升童峰厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室厦门大学海洋与地球学院中国人民解放军91937部队

复杂海洋环境导致水声信道呈现随机时-空-频变特性，特别是浅海信道受界面、人为干扰的严重影响，对水声通信造成极大困难。近年来人工智能领域机器学习等技术飞速发展，为提高复杂环境下水声通信可靠性提供了新思路。但是，由于水声信... 详细信息

复杂海洋环境导致水声信道呈现随机时-空-频变特性，特别是浅海信道受界面、人为干扰的严重影响，对水声通信造成极大困难。近年来人工智能领域机器学习等技术飞速发展，为提高复杂环境下水声通信可靠性提供了新思路。但是，由于水声信道复杂多变、缺乏普适模型，从机器学习角度而言水声通信数据样本严重不足，传统单次、短时水声通信实验采集的数据无法充分表征水声信道空间、时间特性。通过长期部署水声通信及信号采集设备，可望在一定程度上丰富通信数据，为典型海域下人工智能水声通信研究提供数据支持。设计并实现了一种浅海水声通信浮标，搭载水声通信系统可实现长时浅海水声通信数据采集、性能评估，同时依托北斗系统具备远程状态显示、功能控制功能。厦门港海域实验表明，依托浮标采集的长时水声通信数据可开展水声通信性能评估、信道特性与通信性能关联度分析，为下一步工作打下了良好的基础。

关键词：水声通信浮标浅海环境人工智能

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水下声学超材料研究

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中国材料进展 2021年第1期40卷 7-21页

作者：曹培政张宇刁顺张赛厦门大学海洋与地球学院水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室福建厦门361005 麻省理工学院机械工程系美国麻萨诸塞州剑桥02139 厦门大学海洋与地球学院近海海洋环境科学国家重点实验室福建厦门361005 江苏大学物理系江苏镇江212013

声学超材料在空气中应用的研究已经很多,通过对其声学负参数的研究可以实现负折射、声隐身、波束控制以及超分辨成像等功能。声学超材料在空气中的良好应用也让更多的研究者们聚焦水下声学超材料(简称水声超材料)声聚焦、声透射等的研究... 详细信息

声学超材料在空气中应用的研究已经很多,通过对其声学负参数的研究可以实现负折射、声隐身、波束控制以及超分辨成像等功能。声学超材料在空气中的良好应用也让更多的研究者们聚焦水下声学超材料(简称水声超材料)声聚焦、声透射等的研究,其在水下的研究涉及到流固耦合以及模式转换的影响,会更加复杂。水下研究的主要难题有尺度大、低频性能差、不耐静水压力等,针对此类问题,国内外研究者做了很多相关工作。水声超材料的发展历程经历了多个阶段。经典的局域共振型水声超材料的一系列优化措施是对实现水下宽带、低频吸声的探索;超晶格超表面复合结构的声二极管对实现噪声控制、声学通讯、目标探测等起到重要影响;其他比如水声隐身斗篷、水声学棱镜等应用也具有不错的前景。由此可见声学超材料在水下的研究潜力是巨大的。

关键词：声学超材料流固耦合模式转换局域共振超表面复合结构

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一种针对小多普勒扩展水声信道的OFDM接收算法

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数字海洋与水下攻防 2022年第5期5卷 407-413页

作者：诸哲楠万磊徐锋水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室(厦门大学) 厦门大学信息学院信息与通信工程系武汉第二船舶设计研究所

在水声正交频分复用（OFDM）通信系统中，水声信道中的多径时延扩展会带来频域选择性衰落，多普勒效应会带来子载波间干扰（ICI）。传统接收算法需要开展复杂的二维（时延/多普勒）信道估计，再进行复杂的信道均衡和符号检测。针对有限... 详细信息

在水声正交频分复用（OFDM）通信系统中，水声信道中的多径时延扩展会带来频域选择性衰落，多普勒效应会带来子载波间干扰（ICI）。传统接收算法需要开展复杂的二维（时延/多普勒）信道估计，再进行复杂的信道均衡和符号检测。针对有限多普勒扩展的信道条件下多普勒矩阵元素变化缓慢、ICI干扰范围有限的特点，借鉴多项式拟合思想，提出了一种创新的接收算法。该算法将多普勒矩阵元素近似为多项式函数，迭代进行多项式拟合和数据符号频域均衡。和传统方法相比，该算法无需进行信道多普勒估计，仅需信道的一维（时延）估计即可实现较好的性能。利用Bellhop产生的水声信道仿真结果验证了该算法的可行性。

关键词：水声通信正交频分复用多项式拟合频域均衡

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时变水声信道的动态压缩感知估计

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声学学报 2019年第3期44卷 360-368页

作者：江伟华郑思远童峰李斌厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室厦门361005

水声多径信道具有的稀疏特性已被应用于设计稀疏估计方法提高信道估计性能。然而,水声信道具有的快速时变特性,给传统稀疏信道估计方法带来了很大的困难。考虑到水声信道除了高时变性多径,还存在着相对静止,缓慢变化的直达径或者海底反... 详细信息

水声多径信道具有的稀疏特性已被应用于设计稀疏估计方法提高信道估计性能。然而,水声信道具有的快速时变特性,给传统稀疏信道估计方法带来了很大的困难。考虑到水声信道除了高时变性多径,还存在着相对静止,缓慢变化的直达径或者海底反射径,通过将水声信道建模为由静态和时变稀疏支撑集组成,把时变水声信道估计转化为动态压缩感知问题。结合卡尔曼滤波和压缩感知理论,并采用原始对偶追踪算法求解Dantzig selector模型,从而实现对复数域基于卡尔曼滤波器的压缩感知稀疏求解问题的处理。信道时变条件下的数值仿真及基于信道估计的判决反馈均衡器的海上实验结果表明,该算法相对经典的正交匹配追踪和最小二乘QR分解算法具有较明显的性能改善。从而说明,通过对时变水声信道进行动态压缩感知估计可有效提高估计性能。

关键词：时变水声信道压缩感知估计性能最小二乘QR分解算法卡尔曼滤波器判决反馈均衡器稀疏信道正交匹配追踪

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一种高频单载波水声通信系统的解调方法

一种高频单载波水声通信系统的解调方法

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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：肖芳贵涂星滨黄龙飞许肖梅厦门大学海洋与地球学院水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室(厦门大学) 浙江大学海洋学院

水声信道具有严重的多径与多普勒效应。高频水声通信由于其较大的带宽,成为高速水声通信发展的重要方向。本文将频域判决反馈均衡算法与分组相位校正算法相结合,提出了一种高频单载波水声通信系统的信号解调方法。水池和海域实验验证了... 详细信息

水声信道具有严重的多径与多普勒效应。高频水声通信由于其较大的带宽,成为高速水声通信发展的重要方向。本文将频域判决反馈均衡算法与分组相位校正算法相结合,提出了一种高频单载波水声通信系统的信号解调方法。水池和海域实验验证了该方法的有效性。同时,对比了水池和海域不同信道下该方法的性能,实验结果表明:该方法在弱多径、强多普勒扩展的海域信道下性能更佳。

关键词：水声通信解调多径多普勒

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