[发明专利]基于水声辐射音频数据的船舶分类方法及系统

说明书

本申请提供了一种基于水声辐射音频数据的船舶分类方法及系统。所述船舶分类方法包括获取待分类船舶的目标水声辐射音频数据；对目标水声辐射音频数据按照预设转换方法进行处理，得到目标待分类声谱图；使用已训练的船舶分类模型对目标待分类声谱图进行分类处理，得到待分类船舶的目标类别。所述船舶分类方法得到的分类结果精度高。

技术领域

本申请涉及水声辐射音频数据处理技术领域，特别涉及一种基于水声辐射音频数据的船舶分类方法及系统。

背景技术

随着航运业的快速发展，船舶量也不断增加。为了保障航运交通安全，维护航运交通秩序，提高营运效率，船舶准确分类显得尤为重要。

目前的船舶分类方法先通过短时傅里叶变换得到水声辐射音频数据的LOFAR(LowFrequency Analysis and Recording)谱，再从LOFAR谱中提取线谱获得水声辐射音频数据的特征向量，再进行分类。

但是船舶噪声产生原理非常复杂，水下的复杂环境也会使得船舶产生的水声辐射音频数据叠加严重的噪声。目前的船舶分类方法得到的分类结果类间相似度很大，分类效果差。

发明内容

为了解决目前的船舶分类得到的分类结果类间相似度很大，分类效果差的问题，本申请通过以下方面提供了一种基于水声辐射音频数据的船舶分类方法及系统。

本申请的第一方面提供了一种基于水声辐射音频数据的船舶分类方法，包括：

获取训练数据，其中训练数据包括多个预先收集的样本水声辐射音频数据和对应的类别信息；

对样本水声辐射音频数据进行格式调整，得到样本中间音频数据；其中，各个样本中间音频数据的长度、通道数量以及采样频率相同；

对样本中间音频数据进行第一增强处理，得到样本增强音频数据；

将样本增强音频数据转换成样本梅尔谱图；

将样本梅尔谱图进行第二增强处理，得到样本待分类声谱图；

使用样本待分类声谱图和对应的类别信息对待训练的船舶分类模型进行训练，得到已训练的船舶分类模型；

使用已训练的船舶分类模型对目标待分类声谱图进行分类处理，得到待分类船舶的目标类别。

可选的，所述船舶分类方法还包括：获取待分类船舶的目标水声辐射音频数据；

对目标水声辐射音频数据按照预设转换方法进行处理，得到目标待分类声谱图。

可选的，对样本水声辐射音频数据进行格式调整，得到样本中间音频数据，包括：

将样本水声辐射音频数据中的第一音频通道复制到第二音频通道，得到样本双通道音频数据；

将样本双通道音频数据的采样频率按照44100Hz进行标准化，得到样本标准音频数据；

将样本标准音频数据的音频长度调整成预设长度，得到样本中间音频数据。

可选的，将样本标准音频数据的音频长度调整成预设长度，得到样本中间音频数据，包括：

当样本标准音频数据的音频长度小于预设长度时，对样本标准音频数据采用静音填充的方式，得到样本中间音频数据；

当样本标准音频数据的音频长度大于预设长度时，对样本标准音频数据采用截断的方式，得到样本中间音频数据。

可选的，对样本中间音频数据进行第一增强处理，得到样本增强音频数据，包括：

将样本中间音频数据在时间维度上向左或者向右移动随机量，得到样本增强音频数据。