[发明专利]一种远程高精度海洋目标自动识别与判定方法及其系统

说明书

本发明具体公开了一种远程高精度海洋目标自动识别与判定方法及其系统，所述方法包括以下步骤：S1、训练出声学模型网络并预存在信号处理子卡中；S2、信号处理子卡接收光纤水听器阵缆的干涉光信号；S3、模数转换模块对所接收的干涉光信号形进行光电转换与模数转换后发送至对应的调制解调模块中进行相位调制解调以还原出海洋目标的声音信号，再利用对应的AI识别模块对信号进行语音提取及目标匹配；S4、上位机进行数据调度并运行预存显控软件。本发明利用组网的光纤水听器阵缆对海洋目标的声音信号进行采集，并通过多个信号处理子卡对多路数据进行并行计算，有效提升了目标探测区域和数据的处理效率，从而能够精准快速的对目标进行匹配识别。

技术领域

本发明涉及海洋目标识别技术领域，尤其涉及一种远程高精度海洋目标自动识别与判定方法及其系统。

背景技术

传统的海洋舰船识别需要无人机采集目标图像并通过识别系统进行目标判定，其受限于无人机侦查范围和目标伪装程度的影响，同时，无人机采集的目标图像数据量较大且不利于传输，实时性较差，无人机也具有易于被侦查与摧毁的缺点；而且，海洋水下目标识别一般需要声呐装置，传统声呐装置的灵敏度较低，探测距离短且组网困难。

鉴于此，研究一种远程高精度海洋目标自动识别与判定方法及其系统是本技术领域人员急需解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种远程高精度海洋目标自动识别与判定方法，所述方法包括以下步骤：

S1、基于海洋目标样本的特定声音频率进而训练出声学模型网络，并将训练好的声学模型网络预存在信号处理子卡内；

S2、利用光发射机将调制光发送至光纤水听器阵缆，通过光纤水听器阵缆将探测区域内包含声音信号的干涉光信号发送至并行设置且可对干涉光信号进行并行处理的多个信号处理子卡；

S3、每一个信号处理子卡中的模数转换模块对所接收的干涉光信号进行模数转换以将干涉光信号的光信号转换为电信号，然后将干涉光信号对应的电信号发送至对应的调制解调模块中进行相位调制解调，进而还原出海洋目标的声音信号，再利用对应的AI识别模块对还原出来的海洋目标声音信号进行声音识别与目标匹配，最终将匹配结果发送至上位机；

S4、上位机接收到信号处理子卡发送来的匹配结果，然后通过上位机内预存的显控软件对匹配结果进行显示和信息回放。

优选地，所述声学模型网络为CD-DNN-HMM架构声学模型网络。

优选地，所述步骤S3中调制解调模块进行相位调节解调的具体过程为：所述调制解调模块将所干涉光信号对应的电信号依次进行混频相乘、低通滤波、微分交叉相乘、相减和积分运算以实现信号的相位调制解调，进而还原出海洋目标的声音信号。

优选地，所述步骤S3中AI识别模块对还原出来的海洋目标声音信号进行声音识别与目标匹配的具体实现方式包括：

S31、通过移动窗函数对所接收的声音信号进行语音分帧，然后对语音分帧后的声音信号进行MFCC声学特征提取，以将每一帧声音信号对应的干涉光信号变成一个多维向量；

S32、将步骤S31中所有帧声音信号对应的多维向量组合起来以形成一个观察序列矩阵，并将该观察序列矩阵输入至预存的声学模型网络中；

S33、利用动态规划剪枝的Viterbi算法在声学网络模型中寻找全局最优路径以完成海洋目标的匹配，从而实现海洋目标的自动识别和判定。

本发明还提供了一种远程高精度海洋目标自动识别与判定系统，所述系统基于上述所述的远程高精度海洋目标自动识别与判定方法进行海洋目标的识别与判定，其包括主控单元和光纤水听器阵缆组网，其中：

光纤水听器阵缆组网包括若干个并列设置且用于采集海洋目标声音信号以形成干涉光波形的光纤水听器阵缆；