摘 要:近年來隨著深度學(xué)習(xí)理論在水聲領(lǐng)域的應(yīng)用,水中目標(biāo)識(shí)別技術(shù)研究取得了巨大進(jìn)步。然而在工程應(yīng)用實(shí)踐中,應(yīng)用傳統(tǒng)的特征提取和分類器方法拼接得到的識(shí)別模型難以維持實(shí)驗(yàn)室性能,復(fù)雜多變的海洋信道使聲信號(hào)在傳感器接收前發(fā)生劇烈畸變,導(dǎo)致識(shí)別算法出現(xiàn)特征失配和過擬合問題,算法性能急劇下降。針對(duì)以上問題,提出了一種對(duì)抗殘差網(wǎng)絡(luò)(Adversarial Residual Neural Network,ARNN) 模型,利用梯度反向?qū)樱ǎ牵颍幔觯椋簦?Reversal Layer,GRL) 結(jié)構(gòu)和雙標(biāo)簽對(duì)抗訓(xùn)練的方式補(bǔ)償了不同水文條件下信道傳播之間的差異性,使算法更能夠聚焦到能夠表征目標(biāo)本質(zhì)的特征上,具有更強(qiáng)的魯棒性和更高的識(shí)別率。為驗(yàn)證其有效性,設(shè)計(jì)了2 次實(shí)驗(yàn),分別利用在南海不同海域、不同水文條件下多次采集的艦船目標(biāo)機(jī)械輻射噪聲信號(hào),制作訓(xùn)練樣本集和測(cè)試樣本集以訓(xùn)練和測(cè)試算法模型。結(jié)果表明,相較于支持向量機(jī)(Support Vector Machine,SVM)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional Neural Network,CNN)、殘差網(wǎng)絡(luò)(Residual Neural Network,ResNet) 等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型,提出的ARNN 模型可以有效緩解特征失配和過擬合問題,使模型具備不同水文條件下的可移植能力,解決人工智能技術(shù)在水中目標(biāo)識(shí)別工程應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。
關(guān)鍵詞:水中目標(biāo)識(shí)別;特征失配;過擬合;對(duì)抗訓(xùn)練;梯度反向?qū)?/p>
中圖分類號(hào):TP181 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1003-3106(2024)10-2355-07