课题进度26-LOFAR谱和DEMON谱特征提取

LOFAR谱和DEMON谱特征提取

一、ShipsEar数据集

该数据集分为5类，如下所示：

类别	描述	包含船型	5秒片段数（约）
A	小型作业船	渔船、拖网渔船、贻贝船、拖船、挖泥船	~345
B	小型休闲/轻型船	摩托艇、引航船、帆船	~297
C	中型客运船	客运渡轮	~785
D	大型商船	远洋班轮、滚装船（Ro-Ro）	~435
E	背景噪声	自然环境噪声（风、雨、浪、海流），无船舶	~188

一、LOFAR谱

LOFAR 直接对原始声信号的低频段做频谱分析，捕获舰船机械设备产生的离散线谱和宽带连续谱。

提取信息：噪声信号的连续谱和低谱线谱

物理来源：机械噪声（主机、辅机、齿轮啮合产生的离散线谱）+ 螺旋桨空化产生的宽带连续谱

呈现特征：低频段出现稳定的恒定频率线谱（机械线谱，不随航速变化）；连续谱整体呈先升后降的”峰丘”形状，谱峰位置和航速相关

二、DEMON谱

分析对象：高频窄带（3–5 kHz 空化噪声频段）的包络

提取信息：螺旋桨调制产生的周期性

物理来源：螺旋桨旋转时，叶片周期性切割水流导致空化噪声—轴频+叶频（轴频×叶片数量）+各阶谐波

呈现特征：低频段（0–100 Hz）出现轴频及其谐波、叶频及其谐波的离散线谱

两者互补：LOFAR 告诉你是什么船，DEMON 告诉你它航行得多快、处于什么工况。

三、各类舰船噪声的特征

1、A类—渔船

图1 A类时域波形

图2 A类频谱图

图3 A类LOFAR谱图

图4 A类DEMON谱图

2、B类—帆船，摩托艇

图5 B类时域波形

图6 B类频谱图

图7 B类LOFAR谱图

图8 B类DEMON谱图

3、C类—客轮

图9 C类时域波形

图10 C类频谱图

图11 C类LOFAR谱图

图12 D类DEMON谱图

4、D类—远洋客轮

图13 D类时域波形

图14 D类频谱图

图15 D类LOFAR谱图

图16 D类DEMON谱图