[发明专利]一种混响边缘的自适应检测方法及装置

说明书

本发明提供一种混响边缘的自适应检测方法及装置。在一个实施例中，对获取的采样数据进行处理，得到所述采样数据的观测数据矩阵和协方差矩阵；并根据该观测数据矩阵和协方差矩阵构建混响边缘检测器；然后利用MOS估计方法估计该协方差矩阵的秩，并将获得的协方差矩阵的秩代入到混响边缘检测器中，得到检测统计量；将检测统计量与预先设定的门限值进行比较。当检测统计量的门限值大于预先设定的门限值时，确定存在混响边缘，并获取混响边缘的位置估计。通过对实际应用场景中采集的数据的协方差矩阵以及该协方差矩阵的秩进行估计，并将估计结果代入到检测统计量中，实现了自适应检测的过程。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域,尤其涉及一种混响边缘的自适应检测方法及装置。

背景技术

在声纳系统中，混响是影响主动检测性能的主要因素之一。在实际应用中，不同水文、海底或海面所反射的混响具有不同的统计特性。混响在不同区域边缘处常存在跳变的情况。即在混响边缘两侧会存在统计特征的不一致，从而导致利用辅助数据估计的背景功率水平与实际存在较大偏差。进而使得目标检测性能出现严重下降。尤其在浅海复杂水文条件下，混响边缘的存在会严重影响目标检测的性能。

混响边缘环境是目标检测中三大应用场景之一(均匀背景、多干扰背景和边缘背景)。混响边缘环境通常可被认为是一种典型的非均匀环境，其严重影响目标信号的检测性能。能够准确检测混响边缘的存在与否及确定其所在位置便成为一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种混响边缘的自适应检测方法及装置。

第一方面，本申请实施例提供了一种混响边缘的自适应检测方法，包括：

获取采样数据，并对所述采样数据进行处理得到所述采样数据的观测数据矩阵；

估计所述采样数据的协方差矩阵，根据所述观测数据矩阵和所述协方差矩阵构建混响边缘检测器；

利用MOS估计方法估计所述协方差矩阵的秩，并将所述协方差矩阵的秩代入到所述混响边缘检测器中，得到检测统计量；

将所述检测统计量与预先设定的门限值进行比较，当所述检测统计量大于预先设定的门限值时，确定存在混响边缘。

可选地，所述根据所述观测矩阵和所述协方差矩阵构建混响边缘检测器包括：

根据所述采样数据构建一个二元假设检验问题模型，并获取所述观测矩阵的概率分布密度函数；

根据所述观测矩阵的概率密度分布函数构建似然比检测式；

根据所述似然比检测式和所述二元假设检验问题模型构建混响边缘检测器。

可选地，所述根据所述采样数据构建一个二元假设检验问题模型包括：考虑一个N元矩阵，使用滑动窗的方法对接收到的数据进行处理，得到处理后的采样数据其中，L表示连续距离单元个数；

用H₀表示混响边缘不存在，H₁表示混响边缘存在，则采样数据z_l为：

其中，M为所述采样数据的协方差矩阵，表示所述采样数据中的热噪声信号分量；H₁表示混响边缘存在的情况下得到的采样数据，M₁表示在所述滑动窗内存在的两个连续混响区域中的第一个混响区的协方差矩阵，M₂表示两个连续混响区域中的第二混响区的协方差矩阵，L₁表示第一个连续混响区域的长度，L₂表示第二个连续混响区域的长度，且L＝L₁+L₂。

可选地，所述根据所述观测矩阵的概率密度分布函数构建似然比检测式：