Deniz Savunma Uygulamaları için Sualtı Akustiğine Dayalı Yeni Bir Derinlik Sınıflandırma Yöntemi

Bu araştırmanın temel amacı, yüksek performanslı otomatik bir sualtı akustik sınıflandırma modeli sunmaktır. Böylece yeni bir ses veri seti toplanmıştır. Bu veri seti kullanılarak, bu çalışmada yeni bir sualtı derinlik sınıflandırma yöntemi önerilmiştir. Sualtı seslerinin ön işlemesi için ortalama havuzlama kullanılmıştır. Kullanılan ortalama havuzlama modeli hem gürültüleri hem de sıkıştırılmış sinyali ortadan kaldırmıştır. Özellik çıkarımı için S-dönüşüm ve AlexNet kullanılmıştır. S-dönüşümünün su altı seslerine yerleştirilmesiyle kontur görüntüleri elde edilmiştir. Bu görüntüler AlexNet'in girdisi olarak kullanılmıştır. Burada, transfer öğrenme kullanılarak öznitelikleri çıkarmak için AlexNet kullanılmıştır. Çıkarılan özellikler Destek Vektör Makinesi (SVM) ile sınıflandırılmıştır. Bizim yöntemimizde %99,05 doğruluk hesaplanmıştır. Hesaplanan sonuçlar ve bulgular, su altı ses sınıflandırmasında önerilen S-dönüşüm ve AlexNet tabanlı modelimizin başarısını açıkça göstermektedir.

A New Depth Classification Method based on Underwater Acoustics for Naval Defense Applications

The main purpose of this research is to present an automatic underwater acoustic classification model with high performance. Thus, a new sound dataset was collected. By using this dataset, a new underwater depth classification method is proposed in this work. Average pooling has been used to pre-processing underwater sounds. The used average pooling model is both removed the noises and compressed signal. S-transform and AlexNet have been used for feature extraction. By deploying S-transform to underwater sounds, contour images have been obtained. These images have been utilized input of the AlexNet. Herein, AlexNet has been utilized to extract features by using transfer learning. Features extracted have been classified with the Support Vector Machine (SVM). In our method, 99.05% accuracy has been calculated. The calculated results and findings obviously illustrate the success of our proposed S-transform and AlexNet based model on the underwater sound classification.

___

  • Aydemir, E., Tuncer, T., & Dogan, S. (2020). A Tunable-Q wavelet transform and quadruple symmetric pattern based EEG signal classification method. Medical Hypotheses, 134(December 2019), 109519. doi: 10.1016/j.mehy.2019.109519
  • Bedi, P., Mewada, S., Vatti, R. A., Singh, C., Dhindsa, K. S., Ponnusamy, M., & Sikarwar, R. (2021). Detection of attacks in IoT sensors networks using machine learning algorithm. Microprocessors and Microsystems, 82(December 2020), 103814. doi: 10.1016/j.micpro.2020.103814
  • Das, M. K., & Ari, S. (2013). Analysis of ECG signal denoising method based on S-transform. Irbm, 34(6), 362–370. doi: 10.1016/j.irbm.2013.07.012
  • Fan, X., Wu, J., Shi, P., Zhang, X., & Xie, Y. (2018). A novel automatic dam crack detection algorithm based on local-global clustering. Multimedia Tools and Applications, 77(20), 26581–26599. doi: 10.1007/s11042-018-5880-1
  • Fischell, E. M., Viquez, O., & Schmidt, H. (2018). Passive acoustic tracking for behavior mode classification between surface and underwater vehicles. IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2383–2388. doi: 10.1109/IROS.2018.8593981
  • Fırat, U., & Akgül, T. (2017). Gemi Akustik İz Analizi. EMO Bilimsel Dergi, 7(13), 25–31.
  • Gowtham, S., Keerthana, I., & Balaji, M. (2019). Characterization and Classification of Hall Sensor Faults using S-Transform Analysis on BLDC Motor Drive. 2019 IEEE 1st International Conference on Energy, Systems and Information Processing, ICESIP 2019. doi: 10.1109/ICESIP46348.2019.8938284
  • Haryanto, T., Sitanggang, I. S., Agmalaro, M. A., & Rulaningtyas, R. (2020). The Utilization of Padding Scheme on Convolutional Neural Network for Cervical Cell Images Classification. CENIM 2020 - Proceeding: International Conference on Computer Engineering, Network, and Intelligent Multimedia 2020, 34–38. doi: 10.1109/CENIM51130.2020.9297895
  • Jiang, J., Wu, Z., Lu, J., Huang, M., & Xiao, Z. (2020). Interpretable features for underwater acoustic target recognition. Measurement: Journal of the International Measurement Confederation, 108586. doi: 10.1016/j.measurement.2020.108586
  • Krizhevsky, A., Sutskever, I., & Hinton, G. E. (2012). ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks. Advances in Neural Information Processing Systems, 25, 1097–1105. doi: 10.1201/9781420010749
  • Liu, Y., Chen, H., & Wang, B. (2021). DOA estimation based on CNN for underwater acoustic array. Applied Acoustics, 172, 107594. doi: 10.1016/j.apacoust.2020.107594
  • Neves, G., Ruiz, M., Fontinele, J., & Oliveira, L. (2020). Rotated object detection with forward-looking sonar in underwater applications. Expert Systems with Applications, 140, 112870. doi: 10.1016/j.eswa.2019.112870
  • Reis, C. D. G., Padovese, L. R., & de Oliveira, M. C. F. (2019). Automatic detection of vessel signatures in audio recordings with spectral amplitude variation signature. Methods in Ecology and Evolution, 10(9), 1501–1516. doi: 10.1111/2041-210X.13245
  • Santos-Domínguez, D., Torres-Guijarro, S., Cardenal-López, A., & Pena-Gimenez, A. (2016). ShipsEar: An underwater vessel noise database. Applied Acoustics, 113, 64–69. doi: 10.1016/j.apacoust.2016.06.008
  • Sierra, E., & Contreras, J. (2015). Classification of small boats using fuzzy classifier. Annual Conference of the North American Fuzzy Information Processing Society - NAFIPS, 2015-Septe, 0–4. doi: 10.1109/NAFIPS-WConSC.2015.7284174
  • Song, W., Wang, Y., Huang, D., & Tjondronegoro, D. (2018). A rapid scene depth estimation model based on underwater light attenuation prior for underwater image restoration. Lecture Notes in Computer Science (Including Subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics), 11164 LNCS, 678–688. doi: 10.1007/978-3-030-00776-8_62
  • Stockwell, R. G. (1996). Localization of the complex spectrum: the s transform. IEEE Transactions on Signal Processing, 44(4), 993. doi: 10.1109/78.492555
  • Stockwell, R. G. (2007). A basis for efficient representation of the S-transform. Digital Signal Processing: A Review Journal, 17(1), 371–393. doi: 10.1016/j.dsp.2006.04.006
  • Yaman, O., Ertam, F., Tuncer, T., & Firat Kilincer, I. (2020). Automated UHF RFID‐based book positioning and monitoring method in smart libraries. IET Smart Cities, 2(4), 173–180. doi: 10.1049/iet-smc.2020.0033
  • Yaman, O., & Tuncer, T. (2021). Ensemble NASNet Deep Feature Generator Based Underwater Acoustic Classification Model. Veri Bilimi, 4(2), 33–39.
Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Osman Sağdıç
Sayıdaki Diğer Makaleler

Endüstriyel Atık Geri Dönüşümünde Etkili Olan Karar Kriterlerinin BWM ile Değerlendirilmesi: Plastik, Cam ve Çelik Endüstrisinde Uygulama

Damla ÇEVİK AKA

Sıvı Kromatografi-Tandem Kütle Spektrometrisi ile Modifiye QuEChERS Yöntemi Kullanılarak Chlorsulfuron ve Pendimethalinin Toprakda Belirlenmesi

Tarık BALKAN

Kafes Sistemli Yumurta Tavuğu Kümesinde Aydınlatma Yeterliliğinin Standartlara göre Belirlenmesi ve Değerlendirilmesi: Bursa Örneği

Büşra YAYLI, İlker KILIÇ

Bir Katamaran Motoryat Dizel Motorunda Bir Islak Egzoz Sisteminin İki Fazlı Sayısal Modellenmesi

Alihan CAMBAZ, Yasin Furkan GÖRGÜLÜ, Halit ARAT

Manda Eti Üretimi ve Kalite Özellikleri

Asiye YILMAZ ADKİNSON, Yusuf KONCA

Rüzgar Enerji Santrallerinin Kırsala Olan Sosyo-Ekonomik Etkileri ve Sosyal Kabulü

İsmail Bülent GÜRBÜZ, Gülay ÖZKAN, Şeniz KORKMAZ

Plazma Ortamında Aktifleştirilen Bimetalik Nano-katalizör Varlığında Sodyum Borhidrürün Hidrolizinin İncelenmesi

Tulin AVCI HANSU, Saliha ÖZARSLAN

Görüntü Altyazılamada Öznitelik Enjeksiyon Mimarileri için Bir Kıyaslama

Rumeysa KESKİN, Özkan ÇAYLI, Özge Taylan MORAL, Volkan KILIÇ, Aytuğ ONAN

Yem Kaynaklı Borun Gökkuşağı Alabalığı (Oncorhynchus mykiss) Yağ Asidi Profiline Etkisi

Mustafa ÖZ, Burak İNANAN, Suat DİKEL

Yapı Malzemelerine Sürdürülebilir Mimarlık Bağlamında Bütüncül Bir Bakış: Duvar Malzemelerinin Çevresel Etkilerinin ve Enerji Performansının Belirlenmesi

Feride Çiğdem KARA, Merve TUNA KAYILI