Page 79 - 《应用声学》2022年第1期
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第 41 卷 第 1 期             郭启超等: 采用子带二值加权累积的经验格林函数提取                                           75


             动滤除,即在每一时刻逼近最佳频段的最优解,因                            3 结论与讨论
             此能够有效提高全频带 EGF 的信噪比。值得注意
             的是,尽管只利用较低频率的子带就可以提取具                                 海洋环境噪声中有利于 EGF 提取的最佳频段
             有较高信噪比的 EGF,但带宽变窄会导致 EGF 时                        是随时间变化的。本文提出一种采用子带二值加权
             间分辨率下降,而本文提出的 SBWS算法不会产生                          累积的海洋环境噪声互相关提取 EGF 算法。该算
             此问题。                                              法通过滤除每个子带中令 EGF 信噪比下降的快拍
                                                               数据,实现了在累积之前对每一快拍噪声的频率自
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                                                               动挑选,相比于原始累积方法与时域二值加权累积
                   26
                                                               算法,可以有效提高从带宽较宽的海洋环境噪声中
                   24                                          提取EGF的信噪比,算法性能通过了海试试验数据
                  η٪උ/dB  22                                   的验证。与时域二值加权累积算法相同,子带二值


                                                               加权累积算法是以 “EGF 信噪比增加” 作为加权系
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                   18                                          数的判定标准,该算法的不足是当EGF峰值位置与
                                                               真实的到达时间存在误差时,“EGF信噪比增加” 准
                   16
                   20~58  96~134  172~210  248~286  362~400
                                                               则会造成错误的峰值能量增加。在获取足够的信道
                                  ᮠဋ/Hz
                                                               参数等先验知识条件下,通过缩小预期峰值的到达
                              (a) ՊߕࣜEGFη٪උ
                                                               区间,可以一定程度上改善这个问题。
                              20~58 Hz
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                                         134~172 Hz
                              172~210 Hz                                      参 考 文        献
                   20
                  SNR/dB  15         362~400 Hz                  [1] Roux P, Kuperman W A, Group T N. Extracting coherent

                   10                                              wave fronts from acoustic ambient noise in the ocean[J].
                                                                   The Journal of the Acoustical Society of America, 2004,
                                                                   116(4): 1995–2203.
                    5
                                                                 [2] 冯旭平. 尾波干涉与经验格林函数重建 [D]. 南京: 南京大学,
                                                                   2019.
                    0
                     0    20   40   60   80   100  120           [3] Godin O A, Zabotin N A, Goncharoy V V. Ocean to-
                                 ግሥ௑ᫎ/min
                                                                   mography with acoustic daylight[J]. Geophysical Research
                              (b) Պߕࣜঌથ໚ᬔဋ
                                                                   Letters, 2010, 37(13): L13605.
                图 6 各子带 EGF 信噪比及对应的信噪比累积曲线                       [4] Li F, Yang X, Zhang Y, et al. Passive ocean acoustic to-
                                                                   mography in shallow water[J]. The Journal of the Acous-
               Fig. 6 The signal-to-noise ratio and the corre-
                                                                   tical Society of America, 2019, 145(5): 2823–2830.
               sponding signal-to-noise ratio curve of EGF in    [5] Tan T W, Godin O A, Brown M G, et al. Characterizing
               each sub-band                                       the seabed in the Straits of Florida by using acoustic noise
                                                                   interferometry and time warping[J]. The Journal of the
                   100                                             Acoustical Society of America, 2019, 146(4): 2321–2334.
                                                                 [6] Sabra K G, Roux P, Thode A M, et al.  Using
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                                                                   ocean ambient noise for array self-localization and self-
                                                                   synchronization[J]. IEEE Journal of Oceanic Engineering,
                  ໚ᬔဋ/%                                          [7] 李小雷, 高大治, 黎洁, 等. 利用环境噪声进行安静目标探
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                                                                   2005, 30(2): 338–347.
                    40
                                                                   测 [J]. 应用声学, 2018, 37(5): 636–644.
                                                                   Li Xiaolei, Gao Dazhi, Li Jie, et al. Silence target de-
                    20
                                                                   tection by ambient noise[J]. Journal of Applied Acoustics,
                                                                   2018, 37(5): 636–644.
                    0
                   20~58  96~134  172~210  286~324  362~400      [8] 李国富, 黎洁, 高大治, 等. 利用环境噪声互相关实现散射体
                                  ᮠဋ/Hz                            无源成像 [J]. 声学学报, 2016, 41(1): 49–58.
                                                                   Li Guofu, Li Jie, Gao Dazhi, et al. Passive imaging of
                         图 7  各子带快拍的滤除率
                                                                   scatters based on cross-correlations of ambient noise[J].
              Fig. 7 The filtering rate of snapshot in each subband  Acta Acustica, 2016, 41(1): 49–58.
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