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水声信号的随机共振

资 源 简 介

水声信号的随机共振

详 情 说 明

水声信号处理中,随机共振与分数阶傅立叶变换(FRFT)结合的应用为解决低信噪比环境下的信号增强提供了新思路。其核心在于利用噪声能量而非抑制噪声,通过非线性系统将噪声转化为信号能量,从而提升信噪比。

技术实现路径 加噪与随机共振处理 向原始水声信号添加特定噪声,通过随机共振系统(常采用双稳态模型)处理。该过程依赖龙格-库塔算法求解非线性微分方程,确保噪声能量向信号频段转移,实现信噪比提升。

参数优化 遗传算法被用于搜索随机共振系统的最优参数(如势阱深度、噪声强度),通过适应度函数(如信噪比增益)评价参数组合,避免人工调参的盲目性。

效果验证 功率谱图:对比处理前后信号的功率分布,观察共振后信号主频能量是否显著集中; FRFT时频图:利用分数阶傅立叶变换的旋转时频特性,揭示信号在最优分数阶域的聚集程度,验证噪声抑制效果。

应用价值 该方法尤其适用于水下通信、目标探测等场景,通过主动利用环境噪声,突破传统降噪技术的局限性,为弱信号检测提供了新范式。