科研进展|水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室（厦门大学）袁飞、程恩教授团队一项最新研究成果被《美国声学杂志JASA》接收
2024-04-03 22:30:32   来源： 点击：

近日，水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室（厦门大学）袁飞教授、程恩教授团队的一项最新研究成果“A Noise Robust Sparse Time-Frequency Representation Method for Measuring Underwater Gas Leakage Rate ”被美国声学杂志—《Journal of the Acoustical Society of America》（简称JASA）接收。

该研究旨在利用被动声学监测器（Passive Acoustic Monitor, PAM）实现海底气体渗漏量的估计。被动声学监测器测量海底气体渗漏速率是一种极具发展潜力的技术，它能通过监听声信号检测渗漏气泡的振荡频率，并由此估计渗漏气泡体积和气体渗漏速率。由于渗漏气体产生声信号能量微弱，距离海面较近的被动声学监测器很容易受到海洋环境噪声的干扰，包括海面风浪噪声、船舶途径噪声等。为了解决海洋噪声干扰问题，该研究提出一种噪声鲁棒的稀疏时频表达算法，通过追踪时频图上噪声变化趋势，增强时频图上渗漏气泡的声信号；通过对比时频峰能量的方式自适应设定幅度阈值，检测每个渗漏气泡声信号的谐波频率，估计海底气体渗漏速率。该研究有效推进了被动声学监测器在测量海底气体渗漏速率应用上的可靠性，为气泡声信号处理相关领域奠定了重要的技术基础。

图1. 海底气体渗漏速率测量的流程图

图2. 气体渗漏实验与采集的声信号

图3. 海洋环境噪声、船舶途经噪声和气体渗漏声信号的功率谱密度

图4. 本文提出方法的自适应气泡声测量效果

论文由涂强（信息学院在读博士研究生）、吴可菲（电子科学与技术学院的在读硕士研究生）在袁飞教授、程恩教授共同指导下完成。论文通信作者是厦门大学信息学院信息与通信工程系袁飞教授。论文共同作者均来自水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室（厦门大学）。本研究得到国家自然科学基金项目(62271425、62371404)、福建省产学研项目(2023N5001)的联合资助。

论文信息

Qiang T, Kefei W, En C, Fei Y. A Noise Robust Sparse Time-Frequency Representation Method for Measuring Underwater Gas Leakage Rate [J]. https://doi.org/10.1121/10.0025547，Journal of the Acoustical Society of America, 2024.