CN117949935B - 一种基于人工智能的自适应水声模型组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于人工智能的自适应水声模型组件，属于水声模型技术领域。一种基于人工智能的自适应水声模型组件，包括固定外壳，还包括：设置在固定外壳上下两端的上端部和下框架；所述下框架上设有机械调整机构；所述机械调整机构上设有自适应换能器阵列，用于接收、发射水声信号；所述固定外壳内设有安装支板；信号预处理模块，设置在安装支板上，对自适应换能器阵列接收的水声信号进行初步处理；自适应信号处理单元，设置在安装支板上，用于接收经过信号预处理模块处理过的水声信号，并对其进行自适应的信号处理；本发明可以提高探测的灵敏度和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及水声模型技术领域，尤其涉及一种基于人工智能的自适应水声模型组件。
背景技术
自适应水声模型组件是一种集成了人工智能技术和水声学原理的复杂系统，它利用人工智能算法对水下声信号进行建模、分析和处理，并根据实时数据自适应地调整模型参数，以提高水声探测、通信或导航的性能和准确性，其在水下目标探测、通信、导航和海洋环境监测等领域具有广泛的应用前景。
在水中探测时，探测端确实可能会受到水流波动的影响，从而产生颠簸和晃动，这种颠簸和晃动可能来源于多种因素，包括但不限于水流的速度和方向变化、波浪的作用、潮汐影响以及水下地形的不规则性等；水流的速度和方向变化可以直接对探测端产生推力或拉力，导致其位置发生变动，波浪的起伏和震荡也会使探测端受到周期性的外力作用，从而产生晃动；此外，潮汐的变化可能会带来水位的高低波动，进一步影响探测端的稳定性，水下地形的不规则性，如礁石、河床起伏等，也可能对探测端造成物理上的冲击和扰动。
当探测端晃动时，它与目标之间的相对位置会不断改变，这可能导致接收到的信号强度、相位和频率发生波动，这种不稳定性会降低信号的质量，使得信号处理和分析变得更加困难，并且晃动和波动可能增加环境噪声的干扰，进而会降低探测的灵敏度和准确性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中问题，而提出的一种基于人工智能的自适应水声模型组件。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
包括固定外壳，还包括：设置在固定外壳上下两端的上端部和下框架；所述下框架上设有机械调整机构；所述机械调整机构上设有自适应换能器阵列，用于接收、发射水声信号；所述固定外壳内设有安装支板；信号预处理模块，设置在安装支板上，对自适应换能器阵列接收的水声信号进行初步处理；自适应信号处理单元，设置在安装支板上，用于接收经过信号预处理模块处理过的水声信号，并对其进行自适应的信号处理；所述安装支板上设有控制系统，所述控制系统用于控制机械调整机构运转；所述固定外壳上呈圆周分布的设置有平衡管，所述平衡管内设有浮板，所述平衡管的底部开设有进出水道，所述进出水道用于平衡管与外界交换介质。
优选地，所述上端部上设有外接端口，所述下框架上设有连接杆。
优选地，所述固定外壳内部设有通信接口，所述通信接口与自适应信号处理单元电性相连。
进一步地，所述自适应换能器阵列接收到水声信号，并将该水声信号传递给信号预处理模块，所述信号预处理模块对该水声信号进行放大、滤波和数字化等初步处理，预处理后的水声信号进入自适应信号处理单元，在这里根据信道特性和通信需求进行自适应的信号处理。
进一步地，所述控制系统根据需要发送指令给机械调整机构，所述机械调整机构根据指令调整自适应换能器阵列的位置和朝向，用于优化信号接收，处理完的信号通过通信接口传输给其他设备或系统，同时控制系统也接收来自其他设备的指令和反馈。
优选地，所述安装支板的背面设有滑动轨道，所述滑动轨道上设有惯性测量单元。
优选地，所述平衡管内开设有圆柱形的空腔，所述浮板滑动连接在空腔内。
进一步地，所述空腔内固定连接有导向杆，所述浮板套设在导向杆上，所述空腔的顶端设有位置传感器。
优选地，所述固定外壳内设有微型水泵，所述微型水泵用于控制进出水道吸、排海水。
优选地，所述惯性测量单元检测出该水声模型组件的晃动的角度A和方向，通过计算分析，得出该水声模型组件晃动时产生的力矩MS，根据平衡力矩的原理，计算出平衡管内加入多少海水产生反向力矩才能抵消该水声模型组件晃动时产生的力矩MS，通过分析该水声模型组件晃动的方向，向上升端一侧的平衡管内注入上述计算好重量的海水，使得该水声模型组件平衡。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于人工智能的自适应水声模型组件，具备以下有益效果：
1、该基于人工智能的自适应水声模型组件，通过惯性测量单元实时监测该水声模型组件波动方向以及晃动的角度，通过向平衡管内注入海水，保持该水声模型组件稳定性，减少其晃动，有助于提高该水声模型组件探测精准度。
2、该基于人工智能的自适应水声模型组件，通过机械调整机构能够调整自适应换能器阵列的形状和角度，以补偿这些环境因素造成的差异，从而提高定位精度和信号质量，进而提高该水声模型组件探测精准度。
该基于人工智能的自适应水声模型组件中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明可以在海水环境中，保证该水声模型组件保持稳定性，进而提高该水声模型组件探测的灵敏度和准确性。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于人工智能的自适应水声模型组件整体的结构示意图；
图2为本发明提出的一种基于人工智能的自适应水声模型组件整体的爆炸图一；
图3为本发明提出的一种基于人工智能的自适应水声模型组件整体的爆炸图二；
图4为本发明提出的一种基于人工智能的自适应水声模型组件的剖视图；
图5为本发明提出的一种基于人工智能的自适应水声模型组件的拓扑图；
图6为本发明提出的一种基于人工智能的自适应水声模型组件信号处理的流程示意图；
图7为本发明提出的一种基于人工智能的自适应水声模型组件平衡管工作时的流程示意图。
图中：1、固定外壳；2、上端部；3、外接端口；4、下框架；5、连接杆；6、自适应换能器阵列；7、平衡管；701、进出水道；8、机械调整机构；9、安装支板；10、通信接口；11、自适应信号处理单元；12、控制系统；13、信号预处理模块；14、滑动轨道；15、惯性测量单元；16、空腔；17、导向杆；18、位置传感器；19、浮板；20、微型水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-图7，包括固定外壳1，还包括：设置在固定外壳1上下两端的上端部2和下框架4；下框架4上设有机械调整机构8；机械调整机构8上设有自适应换能器阵列6，用于接收、发射水声信号；固定外壳1内设有安装支板9；信号预处理模块13，设置在安装支板9上，对自适应换能器阵列6接收的水声信号进行初步处理；自适应信号处理单元11，设置在安装支板9上，用于接收经过信号预处理模块13处理过的水声信号，并对其进行自适应的信号处理；安装支板9上设有控制系统12，控制系统12用于控制机械调整机构8运转；固定外壳1上呈圆周分布的设置有平衡管7，平衡管7内设有浮板19，平衡管7的底部开设有进出水道701，进出水道701用于平衡管7与外界交换介质。
本发明中，该水声模型组件整体类似于一个圆柱体，圆柱体的流线型设计可以减少水流阻力，降低晃动幅度；
在工作时，自适应换能器阵列6中的换能器会主动发射水声信号，这些信号可以是特定频率的声波，用于探测周围环境中的物体或目标，发出的水声信号会在水中传播，并与周围的物体或目标相互作用，当信号遇到物体时，部分信号会反弹回来，形成回声，反弹回来的水声信号（即回声）会被自适应换能器阵列6中的换能器接收，并将该水声信号传递给信号预处理模块13，信号预处理模块13对该水声信号进行放大、滤波和数字化等初步处理，预处理后的水声信号进入自适应信号处理单元11，在这里根据信道特性和通信需求进行自适应的信号处理；为了持续有效地跟踪目标并获取高质量的信号，控制系统12需要实时调整自适应换能器阵列6的指向和布局，机械调整机构8能够实现换能器位置的微调，从而确保波束能够精确地对准目标，控制系统12根据需要发送指令给机械调整机构8，机械调整机构8根据指令调整自适应换能器阵列6的位置和朝向，用于优化信号接收，处理完的信号通过通信接口10传输给其他设备或系统，同时控制系统12也接收来自其他设备的指令和反馈，同时机械调整机构8能够调整自适应换能器阵列6的形状和角度，以补偿这些环境因素造成的差异，从而提高定位精度和信号质量；
在海洋中，海水的晃动，即波浪的运动，是由多种因素造成的，包括风力、潮汐、海底地形等，因此，波浪的特性（如波高、波长、波速和方向）会在不同的时间和地点发生变化；对于特定区域内的海水晃动，在一段相对较长的时间内（如10分钟），波动方向通常是一致的，特别是在海浪较为规则的情况下，这种情况下，波浪可能会以一个相对固定的方向传播，导致探测端(即该水声模型组件）受到相同方向的力而晃动，使得该水声模型组件一端向上、一端向下，呈倾斜状，且不停地随着波浪、水流波动，极大的影响了该水声模型组件探测精准度；
为了解决这一情况，可在该水声模型组件上升端的平衡管7内注入海水，使其上升端产生与海水波动作用在该水声模型组件上的反向力矩，使得该水声模型组件趋于平衡，提高该水声模型组件的稳定性，进而提高该水声模型组件探测精准度。
参照图1-图7，上端部2上设有外接端口3，下框架4上设有连接杆5；固定外壳1内部设有通信接口10，通信接口10与自适应信号处理单元11电性相连。
本发明中，外接端口3用于连接外接线缆，外接线缆可与船体上的设备相连，该线缆也可能受到波浪的影响，产生与探测端晃动方向不同的力，为减少该线缆对该水声模型组件平衡的影响，可在外接线缆上套设有波纹管，进而提高该水声模型组件探测精准度；
通信接口10负责与其他通信设备和控制系统12进行连接和交互，标准的通信接口10包括网络接口或无线接口，以便与其他设备进行数据传输和指令交换；同时，控制系统12负责监控装置的工作状态，接收控制指令，并协调各个部件的协同工作。
参照图1-图7，自适应换能器阵列6接收到水声信号，并将该水声信号传递给信号预处理模块13，信号预处理模块13对该水声信号进行放大、滤波和数字化等初步处理，预处理后的水声信号进入自适应信号处理单元11，在这里根据信道特性和通信需求进行自适应的信号处理；控制系统12根据需要发送指令给机械调整机构8，机械调整机构8根据指令调整自适应换能器阵列6的位置和朝向，用于优化信号接收，处理完的信号通过通信接口10传输给其他设备或系统，同时控制系统12也接收来自其他设备的指令和反馈。
本发明中，自适应换能器阵列6中的换能器会主动发射水声信号，这些信号可以是特定频率的声波，用于探测周围环境中的物体或目标，发出的水声信号会在水中传播，并与周围的物体或目标相互作用，当信号遇到物体时，部分信号会反弹回来，形成回声，反弹回来的水声信号（即回声）会被自适应换能器阵列6中的换能器接收，并将该水声信号传递给信号预处理模块13，信号预处理模块13对该水声信号进行放大、滤波和数字化等初步处理，预处理后的水声信号进入自适应信号处理单元11，在这里根据信道特性和通信需求进行自适应的信号处理；为了持续有效地跟踪目标并获取高质量的信号，控制系统12需要实时调整自适应换能器阵列6的指向和布局，机械调整机构8能够实现换能器位置的微调，从而确保波束能够精确地对准目标，控制系统12根据需要发送指令给机械调整机构8，机械调整机构8根据指令调整自适应换能器阵列6的位置和朝向，用于优化信号接收，处理完的信号通过通信接口10传输给其他设备或系统，同时控制系统12也接收来自其他设备的指令和反馈，同时机械调整机构8能够调整自适应换能器阵列6的形状和角度，以补偿这些环境因素造成的差异，从而提高定位精度和信号质量，进而提高该水声模型组件探测精准度；
参照图3，机械调整机构8可以包括电动马达、传动机构、导向装置等，以实现换能器的快速、准确调整。
参照图1-图7，平衡管7内开设有圆柱形的空腔16，浮板19滑动连接在空腔16内；空腔16内固定连接有导向杆17，浮板19套设在导向杆17上，空腔16的顶端设有位置传感器18；固定外壳1内设有微型水泵20，微型水泵20用于控制进出水道701吸、排海水。
在本发明中，空腔16为圆柱形，根据固定外壳1的形状以及大小，平衡管7以及空腔16可以设置成其他形状，方形块、弧形块等；
空腔16顶端的位置传感器18可为红外线传感器或激光测距传感器，当空腔16内注入海水中，在海水的浮力下，浮板19沿着导向杆17漂浮起来，位置传感器18探测浮板19位置的变化，可以判断空腔16内的注水量，可在进出水道701出设置电磁流量计，位置传感器18配合电磁流量计，可以更精准的判断空腔16内的注水量，双重保障，避免检测出错。
参照图1-图7，安装支板9的背面设有滑动轨道14，滑动轨道14上设有惯性测量单元15，滑动轨道14上可设有驱动组件，可以驱动惯性测量单元15移动，使其安装在需要的位置；惯性测量单元15检测出该水声模型组件的晃动的角度A和方向，通过计算分析，得出该水声模型组件晃动时产生的力矩MS，根据平衡力矩的原理，计算出平衡管7内加入多少海水产生反向力矩才能抵消该水声模型组件晃动时产生的力矩MS，通过分析该水声模型组件晃动的方向，向上升端一侧的平衡管7内注入上述计算好重量的海水，使得该水声模型组件平衡。
本发明中，波浪的运动，导致探测端(即该水声模型组件）受到相同方向的力而晃动，使得该水声模型组件一端向上、一端向下，呈倾斜状，且不停地随着波浪、水流波动，极大的影响了该水声模型组件探测精准度，晃动时探测端的一端上升，另一端下降，产生的力矩可以近似为：，
其中：Ms—是晃动时产生的力矩，
Wp—探测端的重量，
d—探测端的质心到注水空腔中心的距离，
A—晃动幅度（以角度表示）；
通过惯性测量单元15可以实时监测出晃动的幅度A；
为了抵消这个晃动力矩，我们需要通过向平衡管7内注水产生一个相反的力矩，则注入水的重量为：，那么注水产生的力矩为：/>，
其中：
Ww—是注入水的重量，
ρ—水的密度，
V—需要注入的水的体积，
rc—是注水空腔的半径；
MW—是注水产生的力矩；
为了平衡晃动力矩，我们需要：,即
，转换可得需要加入海水的体积/>，
其中：
MW—是注水产生的力矩，
Ms—是晃动时产生的力矩，
A—晃动幅度（以角度表示），
A—晃动幅度（以角度表示），
ρ—水的密度，
V—需要注入的水的体积，
rc—是注水空腔的半径，
Wp—探测端的重量；
通过向平衡管7内加入海水，使得该水声模型组件在波浪晃动下保持平衡，有助于提高该水声模型组件探测精准度，同时机械调整机构8能够调整自适应换能器阵列6的形状和角度，以补偿这些环境因素造成的差异，从而提高定位精度和信号质量；
进一步地，可在固定外壳1内设置一个位移传感器，配合惯性测量单元15监测该水声模型组件运动方向，可以更精准的测量该水声模型组件晃动的角度；
可将该水声模型组件看成是一个近似于圆柱体的装置，其内部质量分布不均匀且内部零部件较多，确定质心的位置可能会比较复杂，在这种情况下，需要一种能够综合考虑多个零部件和不规则质量分布的方法，通过三维或二维图纸，可以使用有限元分析软件来模拟装置的质量分布并计算质心的位置，使用三维扫描技术获取装置表面的精确数据，通过扫描设备获取装置的三维点云数据，并利用建模软件进行处理和重建，可以得到装置的三维模型，在模型中，可以根据各个零部件的形状、尺寸和质量分布，通过计算软件精确计算质心的位置，两者结合，可以精准的分析出该水声模型组件的质心，也就是上述提到的探测端的质心，同时也可得出探测端的质心到注水空腔中心的距离，如果条件允许，可以使用专门的质心测量仪来进行测量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于人工智能的自适应水声模型组件，包括固定外壳(1)，其特征在于，还包括：
设置在固定外壳(1)上下两端的上端部(2)和下框架(4)；
所述下框架(4)上设有机械调整机构(8)；
所述机械调整机构(8)上设有自适应换能器阵列(6)，用于接收、发射水声信号；
所述固定外壳(1)内设有安装支板(9)；
信号预处理模块(13)，设置在安装支板(9)上，对自适应换能器阵列(6)接收的水声信号进行初步处理；
自适应信号处理单元(11)，设置在安装支板(9)上，用于接收经过信号预处理模块(13)处理过的水声信号，并对其进行自适应的信号处理；
所述安装支板(9)上设有控制系统(12)，所述控制系统(12)用于控制机械调整机构(8)运转；
所述固定外壳(1)上呈圆周分布的设置有平衡管(7)，所述平衡管(7)内设有浮板(19)，所述平衡管(7)的底部开设有进出水道(701)，所述进出水道(701)用于平衡管(7)与外界交换介质；
所述安装支板(9)的背面设有滑动轨道(14)，所述滑动轨道(14)上设有惯性测量单元(15)，所述惯性测量单元(15)检测出该水声模型组件的晃动的角度A和方向，通过计算分析，得出该水声模型组件晃动时产生的力矩MS，根据平衡力矩的原理，计算出平衡管(7)内加入多少海水产生反向力矩才能抵消该水声模型组件晃动时产生的力矩MS，通过分析该水声模型组件晃动的方向，向上升端一侧的平衡管(7)内注入计算好重量的海水，使得该水声模型组件平衡；
该水声模型组件晃动时产生的力矩为：MS＝WP·d·sinA，其中：MS为晃动时产生的力矩，WP为探测端的重量，d为探测端的质心到注水空腔中心的距离，A为晃动幅度；
通过向平衡管(7)内注入介质产生一个相反的力矩，用于抵消晃动力矩，则注入介质的重量为：WW＝ρ·V，注入介质产生的力矩为：MW＝WW·rC，其中：WW为注入介质的重量，ρ为介质的密度，V为需要注入介质的体积，rc为是注水空腔的半径，MW为是注入介质产生的力矩；
为平衡晃动力矩，则使MW＝MS,ρVrc＝WPdsinA，转换可得需要加入海水的体积
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的自适应水声模型组件，其特征在于，所述上端部(2)上设有外接端口(3)，所述下框架(4)上设有连接杆(5)。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的自适应水声模型组件，其特征在于，所述固定外壳(1)内部设有通信接口(10)，所述通信接口(10)与自适应信号处理单元(11)电性相连。
4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能的自适应水声模型组件，其特征在于，所述自适应换能器阵列(6)接收到水声信号，并将该水声信号传递给信号预处理模块(13)，所述信号预处理模块(13)对该水声信号进行放大、滤波和数字化初步处理，预处理后的水声信号进入自适应信号处理单元(11)，在这里根据信道特性和通信需求进行自适应的信号处理。
5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的自适应水声模型组件，其特征在于，所述控制系统(12)根据需要发送指令给机械调整机构(8)，所述机械调整机构(8)根据指令调整自适应换能器阵列(6)的位置和朝向，用于优化信号接收，处理完的信号通过通信接口(10)传输给其他设备或系统，同时控制系统(12)也接收来自其他设备的指令和反馈。
6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的自适应水声模型组件，其特征在于，所述平衡管(7)内开设有圆柱形的空腔(16)，所述浮板(19)滑动连接在空腔(16)内。
7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的自适应水声模型组件，其特征在于，所述空腔(16)内固定连接有导向杆(17)，所述浮板(19)套设在导向杆(17)上，所述空腔(16)的顶端设有位置传感器(18)。
8.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的自适应水声模型组件，其特征在于，所述固定外壳(1)内设有微型水泵(20)，所述微型水泵(20)用于控制进出水道(701)吸、排海水。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110174638A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-27 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种主被动水声示位信标系统 |
| CN111490832A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-08-04 | 天津大学 | 一种水声通信装置及系统 |
| CN112558649A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-26 | 中国船舶重工集团公司七五0试验场 | 一种换能器主被动联合压力平衡系统和方法 |
| CN114018396A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-02-08 | 中国舰船研究设计中心 | 一种低频水声测量系统及布设方法 |
| CN114545321A (zh) * | 2020-11-24 | 2022-05-27 | 中国船舶重工集团公司第七六研究所 | 一种可弹射且可悬浮的水声信标装置 |
| WO2023011925A1 (de) * | 2021-08-05 | 2023-02-09 | Atlas Elektronik Gmbh | Unterwasserfahrzeug und verfahren zur verbesserung des lagebilds eines unterwasserfahrzeugs |
| CN116048150A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-05-02 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | 一种自适应压力平衡装置及其使用方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7697374B2 (en) * | 2005-10-14 | 2010-04-13 | The Johns Hopkins University | Water inflatable volumetric hydrophone array |
| WO2015161206A1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-10-22 | Lockheed Martin Corporation | Underwater acoustic projector |
-
2024
- 2024-03-27 CN CN202410360123.XA patent/CN117949935B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110174638A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-27 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种主被动水声示位信标系统 |
| CN111490832A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-08-04 | 天津大学 | 一种水声通信装置及系统 |
| CN114545321A (zh) * | 2020-11-24 | 2022-05-27 | 中国船舶重工集团公司第七六研究所 | 一种可弹射且可悬浮的水声信标装置 |
| CN112558649A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-26 | 中国船舶重工集团公司七五0试验场 | 一种换能器主被动联合压力平衡系统和方法 |
| WO2023011925A1 (de) * | 2021-08-05 | 2023-02-09 | Atlas Elektronik Gmbh | Unterwasserfahrzeug und verfahren zur verbesserung des lagebilds eines unterwasserfahrzeugs |
| CN114018396A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-02-08 | 中国舰船研究设计中心 | 一种低频水声测量系统及布设方法 |
| CN116048150A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-05-02 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | 一种自适应压力平衡装置及其使用方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 态势标绘系统标号重用设计;臧义华;梁佳;吴亚非;;软件导刊;20200715(第07期);全文 * |
| 水声学中的信号处理;李启虎;物理;19921124(第11期);全文 * |
| 车内噪声环境下的语音端点检测和增强技术;马龙华;臧义华;刘利强;;计算机工程与应用;20071221(第36期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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