Un sistema de reconocimiento acústico de objetivos submarinos con división de bandas y ponderación de subbandas

Área de la Ciencia:

• Procesamiento de señales
• Aprendizaje automático
• Acústico

Sus antecedentes:

• Los métodos de reconocimiento acústico de objetivos submarinos (UATR) a menudo sufren una distribución de energía borrosa y una pérdida de información de posición en la banda de frecuencia.
• Los enfoques de aprendizaje automático basados en datos existentes para UATR se enfrentan a limitaciones en el modelado preciso de las relaciones de características de subbanda.

Objetivo del estudio:

• Introducir una nueva red de ponderación por división de bandas (BSWNet) para mejorar el UATR.
• Abordar las limitaciones del desenfoque de la distribución de energía y la pérdida de información de posición en los sistemas UATR.
• Mejorar la precisión y la robustez del reconocimiento acústico de objetivos submarinos.

Principales métodos:

• La BSWNet propuesta utiliza la división de bandas para dividir el espectro acústico en subbandas.
• Incorpora la codificación de posición de banda (BPE) para preservar la información de posición de las subbandas originales.
• Utiliza Band Weight Attention (BWA) para extraer los pesos de importancia de las diferentes subbandas.

Principales resultados:

• BSWNet demostró una mejora significativa del rendimiento con respecto a los sistemas de referencia en los conjuntos de datos ShipsEar y DeepShip.
• Se ha logrado un aumento de la precisión de más del 10% con una relación señal-ruido (SNR) de -10 dB, lo que indica una mayor resistencia al ruido.
• Los estudios de ablación confirmaron la eficacia de los módulos BPE y BWA para aumentar el rendimiento de la red.

Conclusiones:

• La BSWNet mitiga efectivamente el difuminado de energía y conserva la información de posición en UATR.
• El modelo propuesto ofrece una precisión y una resistencia al ruido superiores en comparación con los métodos UATR existentes.
• BSWNet representa un avance prometedor para las aplicaciones de reconocimiento acústico de objetivos submarinos.