水声工程学院代表性科研论文（第五期）
学院师生近期在中科院TOP期刊上发表高水平论文3篇，其中2篇发表于电子与电气领域国际著名权威期刊《IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT》、1篇发表于机械与信号处理领域的国际顶级学术期刊《MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING》。
海洋环境声学特性研究团队于《IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT》发表了研究成果“Passive Flow Velocity and Direction Measurement System Under Interference Environment Based on the Turbulent Boundary Layer Pressure Fluctuation Field”。本篇文章王一霖博士为第一作者，尚大晶教授为通讯作者。该工作针对基于TBL压力起伏的物理特性，提出了被动非侵入式的流速、流向测量方法，解决了某些空间紧张、布局复杂的场合流场监测困难的问题。
为了实现无干扰的流场监测，论文提出了一种新型的被动流速和流向测量系统，利用PZT传感器阵列，根据湍流边界层压力起伏场的相关物理特性来测量流速和流向。该成果可以广泛应用于有限空间和复杂环境中的流场监测等领域。论文首先讨论了湍流边界层压力起伏场的强度和时空特性，并根据不同的物理特性给出了三种流速测量方法和两种流向测量方法的物理原理；然后，通过数值模拟验证了每种方法的有效性；继而，给出了两种基本的传感器阵列配置方案，制作了传感器，并在水洞中进行了干扰环境的流速和流向测量，以验证每种测量方法的有效性和降噪策略的有效性。对每种测量方法的优缺点进行了讨论；此外，还引入了神经网络以减少手动校准的需求；最后，提出了三种流速测量方法的融合策略，以提高测量精度。结果证明，在干扰环境下，本文提出的流速和流向测量系统可以在不干扰流场运动的情况下实现有效测量。
第一作者简介
王一霖博士，主要研究方向为水动力噪声，发表SCI论文3篇。
通讯作者简介
尚大晶教授，博士生指导教师。主要研究方向为水声测量与计量、水下目标特性及水动力噪声，已发表SCI及EI论文20多篇，发明专利20多项，现主持国家自然科学基金面上项目等课题。
水下目标声学感知技术与装备研究团队于《IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT》发表了研究成果“A Lightweight Underwater Target Detection Network for Forward-Looking Sonar Images ”。本篇文章阳慧玲博士为第一作者，于晓阳副教授为通讯作者。该工作主要针对基于深度学习的前视声纳目标检测方法中存在的过拟合和泛化问题，提出了一种轻量级检测网络—FLSD-Net。该网络通过减少信息损失、降低参数冗余以及优化网络结构，实现了检测速度和精度之间的平衡。实验结果表明，FLSD-Net能够有效减少漏检和误检，表现出更强的鲁棒性。
随着智能水下探测需求的不断增长，基于深度学习的前视声纳（FLS）目标检测方法近年来得到了广泛关注。然而，这类方法由于参数量大且泛化能力有限，常面临过拟合的挑战。为改进水下小目标的检测性能，本研究开发了一种轻量级 FLS 检测网络（FLSD-Net），旨在有效解决过拟合和泛化问题。FLSD-Net包含三个关键模块：首先，轻量级初始下采样（LID）模块在尽量减少信息损失的情况下实现下采样；其次，轻量级特征提取（LFE）模块有效降低参数冗余，以缓解过拟合；最后，通过优化网络结构，优先利用浅层的高分辨率特征，从而提升检测精度与速度。在公共数据集和自制数据集上的验证表明，FLSD-Net在检测精度和速度之间实现了平衡，且相比最先进的轻量级网络（SOTA）具备更佳性能。此外，泛化实验显示 FLSD-Net 在减少漏检和误检方面表现优异，验证了其鲁棒性。本研究提出的轻量级网络具备更强泛化能力，为水下目标检测的实际应用提供了高效的解决方案。
第一作者简介
阳慧玲博士，主要研究方向为水下小目标检测和声磁联合探测，发表SCI论文1篇，授权发明专利2项。
通讯作者简介
于晓阳副教授，硕士生指导教师。主要从事高频声呐目标探测、声呐图像处理等领域的研究。主持国家自然科学基金委青年基金项目1项，黑龙江省基金项目1项，重点实验室基金项目2项，参与多项国家级科研项目。
水声定位与目标探测研究团队于《MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING》发表了研究成果“Fast computation of the spectral correlation via frequency-averaging”。本篇文章陈宇博士为第一作者，王晋晋副教授为通讯作者。该工作主要针对谱相关计算非常耗时的问题，提出了一种快速计算方法，显著降低了谱相关的计算成本和内存占用。
谱相关已成为分析信号二阶循环平稳性的关键工具，然而谱相关的计算非常耗时。为了解决这一问题，本文提出了一种基于平滑循环周期图的估计器，称为快速平滑循环周期图（Fast Smoothed Cyclic Periodogram, FastSCP）。FastSCP通过将谱相关的计算表示为卷积的形式，并结合重叠-保存（Overlap-Save）算法来加速计算。与其他快速SC估计方法，包括FastSC算法和FasterSC算法相比，所提方法在计算成本和内存占用方面具有较明显的优势。
第一作者简介
陈宇博士，主要研究方向为水下声信号探测识别，已发表SCI论文2篇，在投SCI论文1篇。
通讯作者简介
王晋晋副教授，硕士生导师，主要研究方向为水声信号处理、水下定位与导航技术。出版学术专著1部；主持和参与国家重点项目、预先研究基金项目、国家重大工程专项、重点实验室基金项目等20余项；获省部级技术发明奖二等奖1项、黑龙江省科技进步二等奖1项、中国造船工程学会科学技术二等奖1项、中船集团科学技术二等奖1项；发表学术论文18篇，授权发明专利9项。
·END·
图文 | 张嘉琪
排版 | 罗 璇
编辑 | 王 昊
审核 | 周 天
水声工程学院宣
