一种适用于混响边缘环境的水下多目标检测方法

技术特征：
1.一种适用于混响边缘环境的水下多目标检测方法，其特征在于，所述方法包括：建立存在多点目标的混响边缘统计分布及离散时间信号模型；基于所述模型，给出水下多目标stad的二元假设检验问题；利用em算法求解所述模型，完成对背景未知参数的强化估计；基于所述背景未知参量的强化估计实现对不同参考单元非均匀混响样本所属能量区域的分类，边缘位置查找以及所述多目标所在单元的位置估计；将所述背景未知参量的强化估计结果应用于所述水下多目标stad的似然比检验统计量求解，完成对混响边缘环境下的水下多目标存在性的恒虚警检测。2.根据权利要求1所述的水下多目标检测方法，其特征在于，所述建立存在多点目标的混响边缘统计分布及离散时间信号模型，在主动声纳回波经信号预处理后，得到k个参考单元样本矢量元样本矢量表示复数域，n为系统空时维度。3.根据权利要求2所述的水下多目标检测方法，其特征在于，将声纳回波划分为l个非均匀混响能量区，单个能量区内混响区间协方差矩阵表示为其中，l＝1，...，l为能量区类别标志，k
l
为单个能量区内参考单元样本数，满足4.根据权利要求3所述的水下多目标检测方法，其特征在于，考虑非均匀混响样本服从n维0均值、协方差矩阵为m
l
的多元复高斯分布，将所述水下多目标stad的二元假设检验问题描述如下：式中h0和h1分别表示无目标和有目标假设。5.根据权利要求4所述的水下多目标检测方法，其特征在于，所述h1的假设，首先利用利用声纳参考单元样本矩阵z＝[z1，...，z
k
]的联合对数似然函数求解jensen不等式得到em算法e步计算结果：式中(h-1)表示em算法第h-1次迭代的计算结果，l0 l和l1 l分别表示第l个混响能量区中无目标和有目标的类别标识，为h1假设下第h-1次迭代的参数估计集合，为h0假设下第h-1次迭代的参数估计集合，e-h(s)
为基于模型阶数选择准则的惩罚函数，h(s)是与未知参量数量有关的惩罚因子，为第h-1次迭代中参考单元样本z
k
属于l
s
l类别的概率，为参考单元样本z
k
的条件概率密度函数。6.根据权利要求5所述的水下多目标检测方法，其特征在于，所述h1的假设，其次基于式(2)，利用最大似然估计方法求解em算法m步计算结果，得到第h次迭代中未知参量和
估计：em迭代结束后，取各参考单元样本的最大值为最终分类结果。7.根据权利要求4所述的水下多目标检测方法，其特征在于，所述h0的假设，首先利用参考单元样本矩阵z＝[z1，...，z
k
]的联合对数似然函数求解jensen不等式得到em算法的e步计算结果：8.根据权利要求7所述的水下多目标检测方法，其特征在于，所述h0的假设，其次基于式(7)，利用最大似然估计方法求解第h次迭代中未知参量和估计：em迭代结束后，取各参考单元样本的最大值为最终分类结果。9.根据权利要求1-8所述的水下多目标检测方法，其特征在于，将所述背景未知参量的强化估计结果应用于所述水下多目标stad的似然比检验统计量求解，得到一种混响边缘环境下的水下多目标stad方法：

技术总结
本发明提供一种适用于混响边缘环境的水下多目标检测方法，包括：建立存在多点目标的混响边缘统计分布及离散时间信号模型，给出水下多目标STAD的二元假设检验问题；利用EM算法求解模型，完成对背景未知参数的强化估计，实现对不同参考单元非均匀混响样本所属能量区域的分类、边缘位置查找以及多目标所在单元的位置估计；将背景未知参量的强化估计结果应用于水下多目标STAD的似然比检验统计量求解，完成对混响边缘环境下的水下多目标存在性的恒虚警检测。本发明利用EM算法设计分类方案，基于分类指导完成背景未知参量强化估计以及水下STAD似然比检验求解，实现混响边缘位置查找以及混响能量区划分，达到提升多个点目标检测性能的目的。性能的目的。性能的目的。


技术研发人员：闫林杰 郝程鹏 侯朝焕
受保护的技术使用者：中国科学院声学研究所
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/7/11