Alpha稳定分布噪声下的水声瞬态信号检测方法

来源：电子与信息学报杂志2025年第12期北京时间：

作者：陈雯, 邹男, 张光普, 李研赫

单位：1.哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室 哈尔滨 1500012.海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 工业和信息化部 哈尔滨 1500013.哈尔滨工程大学水声工程学院 哈尔滨 150001

摘要：实际海洋环境噪声通常具有突发性尖峰等非高斯特性，导致基于高斯假设的传统信号检测方法性能显著下降甚至失效。针对非高斯背景下未知确定性瞬态信号的被动检测与到达时间(ToA)估计的问题，该文利用Alpha稳定分布为非高斯背景噪声建模并设计了一种数据预处理降噪-短时互相关熵检测(DP-STCCD)方法。该方法首先借鉴数据清洗思想对含噪信号进行异常值处理实现初级降噪，然后采用多级滤波技术进一步抑制噪声，最终利用降噪信号的短时互相关熵特征构建检测器并实现ToA估计。仿真结果表明，经预处理降噪的能量检测器(DP-ED)在一定程度上恢复了检测性能。但在相同条件下，DP-STCCD算法的检测性能与ToA估计精度显著优于DP-ED算法：当特征指数\begin{document}$ \alpha = 1.5 $\end{document}时，在–11 dB低广义信噪比下DP-STCCD检测概率较DP-ED仍提高约30.2%，ToA估计精度提高约18.4%。

关键词：Alpha稳定分布, 相关熵, 瞬态信号检测, 非高斯噪声

基金资助：水声技术全国重点实验室基金(KY10500230140)，声纳技术重点实验室基金(2023-JCJQ-LB-32/09)