本書圍繞爆炸中震動、沖擊、聲等瞬態(tài)物理“場”測試的新理論、新方法，聚焦特殊及惡劣環(huán)境下的多模態(tài)信息獲取、大動態(tài)寬頻譜條件下多譜信息融合成像、三維動態(tài)高分辨率圖像重建及可視化、輕量型小樣本網(wǎng)絡(luò)異常目標(biāo)識別等“場”測量過程中關(guān)鍵科學(xué)問題，重點(diǎn)介紹了震動場、沖擊波場、聲場等物理場反演成像中，從陣列化信息探測、獲取、傳輸以及目標(biāo)提取、識別、建模、成像、定位和評價(jià)等全過程的相關(guān)基礎(chǔ)知識和最新進(jìn)展，以及作者在該領(lǐng)域從事的課題和主要成果。
本書可作為從事信息探測與處理、圖像處理與計(jì)算成像、智能感知與處理等領(lǐng)域研究人員及工程技術(shù)人員的參考資料。
李劍
中北大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，山西省高等學(xué)校教學(xué)名師，國家科技專家?guī)煸趲鞂＜遥瑖易匀豢茖W(xué)基金委函評評審專家，全國本科生/研究生教育評估監(jiān)測專家，海軍競爭性裝備采購評審專家、山西省政務(wù)信息化專家，中國計(jì)算機(jī)自動測量與控制技術(shù)協(xié)會理事、山西省通信學(xué)會理事、山西省國防科技工業(yè)協(xié)會委員、山西省兵工協(xié)會委員。主要從事震動、聲音、沖擊波等陣列化信號獲取與處理、圖像處理與重建、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等方面的研究。近年來主持國家自然科學(xué)基金（青年項(xiàng)目、面上項(xiàng)目）、國防基礎(chǔ)加強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域基金、武器裝備預(yù)研基金，裝備預(yù)研兵器工業(yè)聯(lián)合基金、裝備預(yù)研兵器裝備創(chuàng)新基金、山西省自然科學(xué)基金及其他橫縱項(xiàng)課題30余項(xiàng)，出版學(xué)術(shù)專著1部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利20余項(xiàng)，軟件著作權(quán)5項(xiàng)。
第1章 瞬態(tài)物理場相關(guān)理論
1.1 課題研究背景和意義
1.2 瞬態(tài)物理場波動理論
1.2.1 地下震動場動力學(xué)特性分析
1.2.2 空中沖擊波傳播特性
1.2.3 空中聲場傳播特性分析
1.3 瞬態(tài)物理場反演成像理論
1.3.1 層析成像理論基礎(chǔ)
1.3.2 走時(shí)層析成像模型
1.3.3 迭代重建算法
1.4 本章小結(jié)
第2章 瞬態(tài)物理場分布式信息獲取系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 分布式獲取系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.2 分布式獲取系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.2.1 傳感器選型
2.2.2 調(diào)理電路設(shè)計(jì)
2.2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)
2.2.4 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計(jì)
2.2.5 數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)
2.2.6 芯片主控模塊設(shè)計(jì)
2.2.7 硬件系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)
2.3 分布式獲取系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)
2.3.1 軟件系統(tǒng)總體方案
2.3.2 PL部分設(shè)計(jì)
2.3.3 PS部分設(shè)計(jì)
2.3.4 基于LMS的信號濾波器設(shè)計(jì)
2.3.5 瞬態(tài)物理場重建參數(shù)硬件提取方法
2.4 本章小結(jié)
第3章 陣列化信號預(yù)處理方法
3.1 陣列化信號有效性分析
3.1.1 歐氏距離
3.1.2 馬氏距離
3.1.3 相關(guān)系數(shù)
3.2 非平穩(wěn)信號預(yù)處理方法
3.2.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解
3.2.2 變分模態(tài)分解
3.2.3 自適應(yīng)噪聲的完整集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解
3.2.4 改進(jìn)的自適應(yīng)噪聲的完整集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)＝芊纸?br> 3.2.5 仿真驗(yàn)證
3.3 非平穩(wěn)信號時(shí)頻譜分析方法
3.3.1 基于小波變換的時(shí)頻分析方法
3.3.2 基于短時(shí)能量和短時(shí)過零率的時(shí)頻譜圖分析
3.4 瞬態(tài)物理場特征參數(shù)提取方法
3.4.1 特征參數(shù)提取流程
3.4.2 聲譜圖
3.4.3 對數(shù)梅爾譜圖
3.4.4 梅爾倒譜系數(shù)
3.5 本章小結(jié)
第4章 瞬態(tài)震動場逆時(shí)成像方法
4.1 地下淺層隨機(jī)介質(zhì)反演建模
4.1.1 波速特征
4.1.2 介質(zhì)彈性特征
4.1.3 介質(zhì)的復(fù)雜性
4.1.4 隨機(jī)介質(zhì)建模原理
4.1.5 基于地下淺層典型介質(zhì)結(jié)構(gòu)的建模
4.1.6 基于地下淺層層狀介質(zhì)結(jié)構(gòu)的建模
4.1.7 地下淺層速度場建模
4.2 震動場的逆時(shí)反演成像
4.2.1 基于振幅疊加的震源定位模型重建方法
4.2.2 基于SRP的震源定位模型重建方法
4.2.3 基于改進(jìn)SRP的震源定位模型重建方法
4.2.4 能量場重建精度評價(jià)方法
4.2.5 能量場重建結(jié)果及對比分析
4.3 震動場傳感器陣列優(yōu)化布設(shè)
4.3.1 基于GDOP的傳感器優(yōu)化布設(shè)
4.3.2 基于F-K聚束的傳感器優(yōu)化布設(shè)
4.4 本章小節(jié)
第5章 瞬態(tài)沖擊波場時(shí)空重建方法
5.1 初始模型構(gòu)建
5.1.1 沖擊波超壓經(jīng)驗(yàn)公式
5.1.2 模型對比分析
5.2 解算模型
5.2.1 壓縮感知理論
5.2.2 空間約束聯(lián)合字典學(xué)習(xí)的重建算法
5.3 沖擊波全時(shí)空重建
5.3.1 沖擊波超壓時(shí)空推演模型
5.3.2 三維沖擊波超壓場時(shí)空可視化
5.4 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果評價(jià)
5.4.1 三維沖擊波場重建
5.4.2 重建效果評價(jià)
5.5 本章小結(jié)
第6章 瞬態(tài)聲場成像及智能識別方法
6.1 基于遷移學(xué)習(xí)的小樣本條件下聲源識別方法
6.1.1 多尺度頻譜位移密集神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
6.1.2 基于遷移學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法
6.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
6.2 基于知識蒸餾的聲源快速識別方法
6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
6.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
6.3.2 消融實(shí)驗(yàn)
6.3.3 實(shí)驗(yàn)對比
6.4 聲傳感器陣列優(yōu)化布設(shè)
6.4.1 聲傳感器陣列的幾何形狀
6.4.2 基于QPSO的聲傳感器陣列結(jié)構(gòu)優(yōu)化
6.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
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