Passive acoustic sensing is a cost-effective solution for monitoring moving targets such as vessels and aircraft, but its performance is hindered by complex propagation effects like multi-path reflections and motion-induced artefacts. Existing filtering techniques do not properly incorporate the characteristics of the environment or account for variability in medium properties, limiting their effectiveness in separating source and reflection components. This paper proposes a method for separating target signals from their reflections in a spectrogram. Temporal filtering is applied to cepstral coefficients using an adaptive band-stop filter, which dynamically adjusts its bandwidth based on the relative intensity of the quefrency components. The method improved the signal-to-noise ratio (SNR), log-spectral distance (LSD), and Itakura-Saito (IS) distance across velocities ranging from 10 to 100 metres per second in aircraft noise with simulated motion. It also enhanced the performance of ship-type classification in underwater tasks by 2.28 and 2.62 Matthews Correlation Coefficient percentage points for the DeepShip and VTUAD v2 datasets, respectively. These results demonstrate the potential of the proposed pipeline to improve acoustic target classification and time-delay estimation in multi-path environments, with future work aimed at amplitude preservation and multi-sensor applications.


翻译:被动声学传感是监测船舶、飞机等运动目标的一种经济高效的解决方案,但其性能受到多径反射和运动诱发伪影等复杂传播效应的制约。现有滤波技术未能充分纳入环境特征或考虑介质特性的可变性,限制了其在分离源信号与反射分量方面的有效性。本文提出了一种在声谱图中将目标信号与其反射分离的方法。该方法采用自适应带阻滤波器对倒谱系数进行时域滤波,该滤波器根据倒频率分量的相对强度动态调整其带宽。在模拟运动的飞机噪声中,该方法在10至100米/秒的速度范围内改善了信噪比(SNR)、对数谱距离(LSD)和Itakura-Saito(IS)距离。在水下任务中,对于DeepShip和VTUAD v2数据集,该方法分别将船舶类型分类性能提升了2.28和2.62个马修斯相关系数百分点。这些结果表明,所提出的流程在多径环境下具有改善声学目标分类和时延估计的潜力,未来的工作将聚焦于幅度保持和多传感器应用。

0
下载
关闭预览

相关内容

面向低光照图像增强的扩散模型
专知会员服务
14+阅读 · 10月11日
从图像去噪到成像逆问题的正则化:综述
专知会员服务
15+阅读 · 9月13日
【ICML2023】SEGA:结构熵引导的图对比学习锚视图
专知会员服务
22+阅读 · 2023年5月10日
专知会员服务
18+阅读 · 2020年10月18日
【AAAI2023】用于图对比学习的谱特征增强
专知
20+阅读 · 2022年12月11日
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知
27+阅读 · 2020年12月3日
使用CNN生成图像先验实现场景的盲图像去模糊
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年6月14日
边缘计算应用:传感数据异常实时检测算法
计算机研究与发展
11+阅读 · 2018年4月10日
EKF常用于目标跟踪系统的扩展卡尔曼滤波器
无人机
10+阅读 · 2017年7月25日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
面向低光照图像增强的扩散模型
专知会员服务
14+阅读 · 10月11日
从图像去噪到成像逆问题的正则化:综述
专知会员服务
15+阅读 · 9月13日
【ICML2023】SEGA:结构熵引导的图对比学习锚视图
专知会员服务
22+阅读 · 2023年5月10日
专知会员服务
18+阅读 · 2020年10月18日
相关资讯
【AAAI2023】用于图对比学习的谱特征增强
专知
20+阅读 · 2022年12月11日
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知
27+阅读 · 2020年12月3日
使用CNN生成图像先验实现场景的盲图像去模糊
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年6月14日
边缘计算应用:传感数据异常实时检测算法
计算机研究与发展
11+阅读 · 2018年4月10日
EKF常用于目标跟踪系统的扩展卡尔曼滤波器
无人机
10+阅读 · 2017年7月25日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员