Наблюдение различных механизмов рассеяния низкочастотного звука на поверхностном волнении: традиционная брэгговская и новая феноменологическая модели рассеяния
Наблюдение различных механизмов рассеяния низкочастотного звука на поверхностном волнении: традиционная брэгговская и новая феноменологическая модели рассеяния
М. Б. Салин, Г. А. Байдаков, О. А. Потапов, Б. М. Салин, А. В. Стуленков, Д. Д. Разумов
В серии экспериментов исследовались узкополосные спектры обратного рассеяния звука. Выделены два вида спектров рассеяния. В первом случае наблюдаются боковые лепестки на определенном расстоянии от несущей частоты, вызванные брэгговским рассеянием на поверхностных волнах. Во втором случае наблюдается плавное уширение спектра вокруг несущей частоты. В этом случае спектр реверберации интерпретируется с помощью феноменологической модели рассеяния звука на приповерхностных неоднородностях, совершающих под воздействием ветровых волн круговое движение со скоростями значительно меньшими фазовых скоростей поверхностных волн.
Показать АннотациюАкустическая диагностика гидрофизической изменчивости на абхазском шельфе Черного моря
Акустическая диагностика гидрофизической изменчивости на абхазском шельфе Черного моря
А. Н. Серебряный$^{1,3}$, Г. В. Кенигсбергер$^2$, В. П. Елистратов$^2$, К. Д. Сабинин$^3$, О. Е. Попов$^4$, А. Н. Свадковский$^3$, Л. Л. Тарасов$^3$, Д. М. Денисов$^3$, Е. Е. Химченко$^1$, В. Н. Чекайда$^3$
Представлены результаты российско-абхазского научного сотрудничества, проводимого при поддержке РФФИ с 2013 г., по исследованию изменчивости морской среды на абхазском шельфе Черного моря акустическими и контактными методами. Основной целью исследований было изучения динамики прибрежных вод шельфа с крутым склоном в условиях весенне-летней стратификации. Проводились измерения на стационарной трассе в прибрежной зоне методом акустической автогенерации (метод Фурдуева), но основной объем данных был получен с помощью акустического доплеровского профилометра течений ADCP «Rio Grande 600 kHz», закрепленным на эстакаде. Также делались пространственные съемки в различных участках шельфа ADCP, установленном на малом моторном судне. Получены представительные данные о направлении течений в прибрежных водах, их изменчивости по вертикали и во времени, а также о вертикальной структуре скорости звука и температуры. Также собран материал о временной и пространственной (по вертикали) изменчивости сигнала обратного акустического рассеяния, дающего информацию о загрязненности вод. Особенное внимание было уделено исследованию внутренних волн, которые помимо измерений акустическим профилометром регистрировались также заякоренными вертикальными гирляндами термисторов. Зарегистрированы короткопериодные (от единиц до десятков минут) и длиннопериодные колебания термоклина с периодом близким к инерционному. Выявлены особенности внутренних волн, близко подходящих к берегу. Специальные исследования по мониторингу системы прибрежных течений проводились в районах впадения в море рек Гумиста и Кодор.
Показать АннотациюОптимизация алгоритмов решения обратной задачи при реконструкции геоакустических параметров слоев дна морского шельфа с помощью зондирования когерентными сейсмоакустическими импульсами
Оптимизация алгоритмов решения обратной задачи при реконструкции геоакустических параметров слоев дна морского шельфа с помощью зондирования когерентными сейсмоакустическими импульсами
И. П. Смирнов, А. И. Хилько, В. И. Калинина
Изучаются алгоритмы послойной реконструкции геоакустических параметров донных слоев с использованием параметрических моделей формирования сигналов, отраженных от слоистого полупространства при когерентном зондировании морского шельфа. Исследуется устойчивость алгоритмов поиска и принятия решений при ограниченных априорных данных.
Показать АннотациюАдаптивная интегрированная сетецентрическая система высокочастотного подводного наблюдения вблизи портовых зон и морских сооружений импульсных сигналов в океане
Адаптивная интегрированная сетецентрическая система высокочастотного подводного наблюдения вблизи портовых зон и морских сооружений импульсных сигналов в океане
И. П. Смирнов$^1$, А. А. Хилько$^2$, В. В. Коваленко$^3$, А. Г. Лучинин$^1$, Е. А. Мареев$^1$, А. И. Малеханов$^1$, А. И. Хилько$^1$, В. Н. Кравченко$^4$
Для акустического высокочастотного зонального наблюдения вблизи морских сооружений разработан сетецентрический метод, основанный на совместной обработке набора мультистатических томографических проекций, формируемых в подводном канале вертикальными излучающими и приемными решетками сложно-модулированных импульсных сигналов в виде согласованных с волноводом пучков. Исследована эффективность конкретных систем наблюдения в реальных прибрежных морских акваториях. Работоспособность метода исследовалась в натурных экспериментах.
Показать АннотациюИсследование влияния когерентности гидроакустических полей на эффективность подводного наблюдения
Исследование влияния когерентности гидроакустических полей на эффективность подводного наблюдения
А. И. Хилько$^1$, И. П. Смирнов$^1$, А. И. Машошин$^2$, А. В. Шафранюк$^2$
Разработана модель когерентности высокочастотных гидроакустических полей в случайно неоднородных океанических волноводах. Анализируются причины разрушения когерентности. Приведены результаты расчётов когерентности шумовых источников в зависимости от взаимного положения источника и приемной системы, типа волновода, а также параметров случайных неоднородностей океанического волновода. Обсуждается эффективность частично когерентного подводного наблюдения.
Показать АннотациюЛучевая структура звукового поля в волноводе со слоем газонасыщенных осадков
Лучевая структура звукового поля в волноводе со слоем газонасыщенных осадков
М. В. Ярина$^{1,2}$, А. А. Луньков$^{1,2}$
В рамках лучевого подхода получены аналитические выражения для расчета комплексной амплитуды звукового поля в волноводе, где дно представляет собой газонасыщенный слой, лежащий на жидком полупространстве. Скорость звука в воде предполагалась не зависящей от глубины. Лучи были разделены на четыре типа по количеству отражений от верхней и нижней границы. Учитывались разветвления лучей при отражении от границы вода-газонасыщенный слой. С использованием полученных выражений проведены расчеты звукового поля волновода глубиной 120 м при различных скоростях звука в слое осадков. Результаты вычислений сравнивались с результатами, полученными лучевым методом для модели волновода с дном – жидким полупространством, имеющим те же параметры, что и осадочный слой. Получены оценки толщины слоя осадков, при которой влиянием нижнего полупространства можно пренебречь.
Показать АннотациюАнализ робастных алгоритмов пеленгации источников звука
Анализ робастных алгоритмов пеленгации источников звука
В. И. Турчин
Построен максимально правдоподобный робастный алгоритм для пеленгации тонального источника в присутствии плавных флуктуационных искажений поля на раскрыве линейной антенной решетки; алгоритм инвариантен к коэффициентам, определяющим искажения поля. Построена граница Крамера-Рао для дисперсии оценки пеленга. Показано, что дисперсия зависит от набора коэффициентов; некоторые реализации коэффициентов в большой степени могут увеличить дисперсию оценки. Приведены численные примеры робастных оценок пеленга для «хороших» и «плохих» флуктуаций, которые сопоставлены с обычными оценками пеленга. Ключевые слова: подводная акустика, обработка сигналов, робастные алгоритмы.
Показать АннотациюВозможности использования лингвистической информации при разработке перспективных технологий сжатия речевого сигнала
Возможности использования лингвистической информации при разработке перспективных технологий сжатия речевого сигнала
Н. В. Бобров
Известно, что оцифрованный речевой сигнал обладает относительно малой сжимаемостью. Компрессия речевого сигнала без потерь методами энтропийного сжатия даёт уменьшение объёма результирующего сообщения по отношению к исходному приблизительно в полтора раза. Применение дельта-компрессии (и близких к ней по сути методов, основанные на идеях А.Хаара и И.Добеши) позволяет улучшить этот показатель ещё в полтора раза. Методы сжатия речевого сигнала с потерями, дающие коэффициенты сжатия, лучшие на порядок, используют психоакустические закономерности: из сигнала удаляются компоненты, оказывающие наименьшее влияние на слуховое восприятие сигнала, например участки спектра, находящиеся «в тени» больших пиков. Необходимо заметить, что все перечисленные идеи основаны на существовании некоторых априорных знаний о речевом сигнале как источнике данных (например, о том, что ординаты соседних точек осциллограммы часто различаются на небольшую величину, или о том, что мгновенный спектр речевого сигнала, как правило, содержит небольшое число доминирующих пиков, определяющих воспринимаемое качество звука). Следуя этой же логике, можно предположить, что использование априорных знаний о том, что речевой сигнал является контейнером, заключающим в себе лингвистическую информацию, также может дать существенный выигрыш в степени его сжатия как с потерями, так и без потерь информации за счёт включения в модель источника данных сведений о закономерностях, описывающих его лингвистическую составляющую. О том, к каким результатам может привести проверка данного предположения, и пойдёт речь в предлагаемом докладе.
Показать АннотациюАкустические характеристики гласных из слов детей 14-16 лет
Акустические характеристики гласных из слов детей 14-16 лет
А. С. Григорьев, Е. Е. Ляксо
В работе впервые на материале русского языка описаны акустические (спектральные и временные) характеристики ударных гласных из слов, вырезанных из спонтанной речи детей в возрасте 14-16 лет, распознанных аудиторами с разной вероятностью. Проведен перцептивный анализ речи детей, направленный на распознавание значения слов взрослыми. Для слов, распознанных с разной вероятностью (0,75-1,0 и 0-0,25) описаны значения длительности ударных гласных, длительности их стационарных участков, величины частоты основного тона (F0), определены значения формантных частот (F1, F2). Построены формантные треугольники кардинальных гласных для русского языка (а, у, и) и определены их площади.
Показать АннотациюСистемы речевого взаимодействия «человек-машина» и разработка алгоритмов преобразования «текст-речь»
Системы речевого взаимодействия «человек-машина» и разработка алгоритмов преобразования «текст-речь»
Р. К. Потапова$^1$, В. Г. Санников$^2$, В. В. Потапов$^3$
Естественноязыковые интерфейсы систем искусственного интеллекта, как правило, проектируются с ориентацией на обмен текстовыми (письменными, символьными) сообщениями. Однако такое взаимодействие между человеком и машиной зачастую оказывается неудобным и неэффективным. Речевой канал коммуникации предоставляет оптимальные возможности как по скорости, так и по комфортности взаимодействия, что имеет большое значение для эргономичности труда операторов автоматизированных систем.
Показать Аннотацию