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被动声呐声源识别与频谱分析教程

共计 30 章节
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01
课程导入与被动声呐概述
被动声呐的基本原理 · 声源识别与频谱分析的任务定义 · 课程整体学习路径与实战项目介绍
课程导入被动声呐概述
02
水声物理基础与声源特性
海洋声传播基础 · 典型水下声源（舰船 · 潜艇
水声物理基础声源特性
03
被动声呐系统组成与信号流程
从水听器阵列 · 预处理 · 滤波放大
被动声呐系统组成信号流程
04
声源识别任务定义与性能指标
识别任务分类（检测 · 分类 · 辨识）
声源识别任务定义性能指标
05
频谱分析基础与傅里叶变换
离散傅里叶变换（DFT） · FFT算法 · 频率分辨率与栅栏效应
频谱分析基础傅里叶变换
06
经典功率谱估计方法
周期图法 · Welch法 · 平滑周期图
经典功率谱估计方…周期图法
07
现代谱估计方法
AR/MA/ARMA模型谱估计 · MUSIC算法 · ESPRIT算法及其在窄带声源识别中…
现代谱估计方法AR/MA/ARMA
08
时频分析基础
短时傅里叶变换（STFT） · 小波变换 · Wigner-Ville分布及其在非…
时频分析基础STFT
09
舰船辐射噪声频谱特征提取
螺旋桨轴频 · 叶频 · 齿轮啮合频率等线谱特征提取与谐波族识…
舰船辐射噪声频谱…螺旋桨轴频
10
宽带噪声与连续谱特征分析
舰船宽带噪声谱级 · 谱斜率 · 调制特征及其在声源分类中的作用
宽带噪声连续谱特征分析
11
声源识别中的特征选择与降维
常用特征（谱特征 · 倒谱特征 · 调制谱特征）及主成分分析（PCA）
声源识别特征选择
12
经典分类器在声源识别中的应用
最近邻分类器 · 支持向量机（SVM） · 决策树与随机森林的声源识别实战
经典分类器声源识别
13
深度学习声源识别入门
卷积神经网络（CNN）对声谱图的特征… · 网络结构设计与训练技巧
深度学习声源识别…CNN
14
循环神经网络与序列声源识别
RNN/LSTM对时序频谱特征的建模 · 舰船噪声序列分类任务实战
循环神经网络序列声源识别
15
数据增强与不平衡数据处理
声呐样本稀缺条件下的数据增强方法（加… · 时移 · 频率掩蔽）与类别不平衡处理策略
数据增强不平衡数据处理
16
被动声呐中的检测与识别联合优化
检测概率与识别精度的权衡 · 恒虚警率（CFAR）检测与识别级联设…
被动声呐检测
17
多目标声源识别与频谱分离
多声源混合频谱的盲源分离（ICA · NMF）与多目标识别策略
多目标声源识别频谱分离
18
阵列信号处理与空间谱估计
波束形成 · 空间谱（MUSIC · MVDR）与声源方位估计在识别中的辅…
阵列信号处理空间谱估计
19
声源识别中的环境噪声抑制
海洋环境噪声建模 · 自适应噪声抵消 · 谱减法和维纳滤波在预处理中的应用
声源识别环境噪声抑制
20
实测数据预处理与频谱分析实战
真实被动声呐录音的读取 · 分帧 · 加窗
实测数据预处理频谱分析实战
21
舰船目标识别案例实战
基于实测或仿真舰船噪声数据 · 完成特征提取 · 分类器训练与识别性能评估
舰船目标识别案例…基于实测或仿真舰…
22
水下目标识别中的小样本学习
迁移学习 · 元学习在少样本声源识别中的应用与实战
水下目标识别小样本学习
23
声源识别系统的实时性优化
频谱分析算法复杂度分析 · 定点化 · 并行计算与嵌入式部署考虑
声源识别系统的实…频谱分析算法复杂…
24
被动声呐声源识别系统集成与测试
从算法模块到系统原型的集成方法 · 测试方案与性能评估指标
被动声呐声源识别…测试
25
频谱分析中的误差来源与校准
传感器频响校准 · 采样误差 · 窗函数误差对识别结果的影响与修正方法
频谱分析误差来源
26
复杂海洋环境下的鲁棒识别
声速剖面变化 · 多途效应 · 混响对频谱特征的影响及鲁棒特征设计
复杂海洋环境下的…声速剖面变化
27
声源识别中的可解释性分析
频谱特征重要性分析 · 类激活映射（CAM）在声谱图识别中的…
声源识别可解释性分析
28
被动声呐声源识别前沿技术
自监督学习 · 生成对抗网络（GAN）数据生成 · Transformer在声谱分析中的…
被动声呐声源识别…自监督学习
29
课程综合实战项目
给定被动声呐数据集 · 完成从数据预处理 · 频谱分析
课程综合实战项目给定被动声呐数据…
30
课程总结与拓展方向
核心知识回顾 · 常见问题解答 · 进一步学习资源与工程实践建议
课程总结拓展方向