[发明专利]基于次序训练的神经网络解析系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于次序训练的神经网络解析系统，包括：声呐主架构，包括保护外壳、发射换能器、接收换能器、功放设备、信号调理电路和信号处理设备；分时检测机构，用于获取所述转换后的电信号在各个时间点分别对应的各个电平值，并将当前时刻前预设数量的多个时间点分别对应的多个电平值作为多个采集数据；类型辨识机构，用于将所述多个采集数据作为深度神经网络的输入层的预设数量的多个输入数据并运行所述深度神经网络以获得所述深度神经网络的输出层的单个输出数据，所述单个输出数据为设备类型编码。通过本发明，通过采用人工智能的方式对分时采集到的声呐信号进行辨识，从而同时满足了类型识别的精度和效率两种不同需求。

技术领域

本发明涉及声呐检测领域，尤其涉及一种基于次序训练的神经网络解 析系统及方法。

背景技术

声呐也作声纳，是英文缩写“SONAR”的中文音译，其全称为：Sound NavigationAnd Ranging(声音导航与测距)，是利用声波在水中的传播和 反射特性，通过电声转换和信息处理进行导航和测距的技术，也指利用这 种技术对水下目标进行探测(存在、位置、性质、运动方向等)和通讯的 电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置，有主动式和被动 式两种类型。

由于电磁波在水中衰减的速率非常的高，无法做为侦测的讯号来源， 因此以声波探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。无论是潜艇或 者是水面船只，都利用这项技术的衍生系统，探测水底下的物体，或者是 以其作为导航的依据。作远距离传输的能量形式。于是探测水下目标的技 术即声呐技术便应运而生。

声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行 探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇和反潜飞机的 战术机动和水中武器的使用。此外，声呐技术还广泛用于鱼雷制导、水雷 引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和 海底地质地貌的勘测等。

当前，对声呐设备采集到的信号仍需要进行后续的信号识别操作才能 够辨识到相应的水下设备的类型，其中后续的信号识别操作需要人工执行 或者人工干预下执行，一方面，操作水平的自动化水准不足，另一方面， 识别的精度无法满足现有需求。

发明内容

为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种基于次序训练的神 经网络解析系统及方法，通过采用人工智能的方式对分时采集到的声呐信 号进行辨识，从而同时满足了类型识别的精度和效率两种不同需求。

为此，本发明需要具备以下两处关键的发明点：

(1)以包括潜艇、人体、鱼体、金属构件以及其他类型的水下设备 对应的设备编码以及对应的分时声呐信号实现对深度神经网络的次序训 练，以保证训练后的深度神经网络的可靠性；

(2)在声呐设备分时采集的基础上，引入针对性的深度神经网络以 基于分时采集到的声呐信号辨识水下目标的类型，从而提升了水下目标辨 识的智能化水平。

根据本发明的一方面，提供了一种基于次序训练的神经网络解析系 统，所述系统包括：

声呐主架构，包括保护外壳、发射换能器、接收换能器、功放设备、 信号调理电路和信号处理设备，所述发射换能器与所述功放设备连接，用 于将来自所述功放设备的放大后的电信号转换成声信号向目标物发送，所 述信号调理电路包括D/A转换单元、DSP芯片、FPGA芯片、接口单元和 A/D转换单元，所述功分器与所述D/A转换单元连接，用于将来自所述 D/A转换单元的电信号放大，所述接收换能器用于将来自所述目标物的反 馈的声信号进行转换以获得转换后的电信号；

分时检测机构，设置在所述保护外壳内，与所述接收换能器连接，用 于获取所述转换后的电信号在各个时间点分别对应的各个电平值，并将当 前时刻前预设数量的多个时间点分别对应的多个电平值作为多个采集数 据，所述各个时间点在时间轴上分布间隔均匀；