Page 191 - 《应用声学》2023年第6期

第 42 卷 第 6 期 王永贤等： 近岸 4 种鱼的声散射特征提取及融合实验研究 1301

-20
200 kHz 200 kHz
450 kHz
-30 ʽᎪअ
ʾᎪअ
-40 ˔ʹ᱓
TS/dB
ᔉᱚڀฉ -50
450kHz
-60

-70
1.0 1.5 2.0 2.5
ଊ฾ᡰሏ/m
(a) ᔉᱚܦڏ (b) TS
图 5 花鲈声散射信号示例
Fig. 5 Examples of acoustic scattering signal of Lateolabrax maculatus

Mean TS: -36.81 dB Mean TS: -46.86 dB Mean TS: -45.17 dB Mean TS: -44.11 dB
30 40 20
ᔉᱚ 20 ᝵ඝࣱ吢 ᳬᱼ ஥ᆃᱼ
ᮠဋ/% 20 ᮠဋ/% 10 ᮠဋ/% 20 ᮠဋ/% 10
10
0 0 0 0
-50 -47 -44 -41 -38 -35 -50 -47 -44 -41 -38 -35 -50 -47 -44 -41 -38 -35 -50 -47 -44 -41 -38 -35
TS/dB TS/dB TS/dB TS/dB
(a) 200 kHz
Mean TS: -39.37 dB Mean TS: -45.41 dB Mean TS: -46.71 dB Mean TS: -45.65 dB
20 40 20
ᔉᱚ 20 ᝵ඝࣱ吢 ᳬᱼ ஥ᆃᱼ
ᮠဋ/% 10 ᮠဋ/% 10 ᮠဋ/% 20 ᮠဋ/% 10

0 0 0 0
-50 -47 -44 -41 -38 -35 -50 -47 -44 -41 -38 -35 -50 -47 -44 -41 -38 -35 -50 -47 -44 -41 -38 -35
TS/dB TS/dB TS/dB TS/dB
(b) 450 kHz
图 6 4 种鱼 TS 频数分布
Fig. 6 Target strength frequency distribution of four fish species

在 200 kHz 和 450 kHz 换能器激励下，4 种鱼 在两种频率设置下 TS 分布差异明显，有利于鱼种
声散射信号的平均 TS 如图 6 所示。200 kHz 换能 分类。
器激励时花鲈、许氏平鲉、黑鲷、斑石鲷平均
2.2.2 时频特征
TS 分别为 −36.81 dB、−43.86 dB、−45.17 dB、
−44.11 dB，450 kHz 换能器激励时花鲈、 许氏 对提取的个体鱼声散射信号进行6 层时域质心
平鲉、黑鲷、斑石鲷平均 TS 分别为 −39.37 dB、 分割，时域质心在波包中位置分布如图 7(a) 所示。
−45.41 dB、−46.71 dB、−45.65 dB。 从图中可以看出，许氏平鲉与花鲈的时域质心分布
统计结果显示，鱼的叉长与 TS 值呈正相关，鱼 差异最大，斑石鲷和许氏平鲉时域质心分布较接近。
在 200 kHz 换能器下的 TS 大于 450 kHz 换能器下 为了得到更多的频域细节信息，对个体鱼声散
的TS。同一实验条件下鱼 TS 值的波动主要是由鱼 射信号进行 6 层小波包分解，共 64 个特征量，信号
呼吸时鱼鳔的变化和鱼体在水流作用下的微小摆 采样频率为 10 MHz，每个频段宽度为 78.125 kHz。
动引起的，斑石鲷的 TS 波动范围大于其他 3 种鱼， 个体鱼声散射信号各频段能量占比如图 7(b) 所示，
认为与斑石鲷外形的 “体侧扁而高”特点有关，体侧 从频段能量分布中可以看出斑石鲷和许氏平鲉一
较小幅度的倾斜会引起较大的 TS 值波动。4 种鱼 致性较好，黑鲷和花鲈一致性较好。