Fast and Robust Automatic Extraction Method for the Lightning Whistler Scattering Coefficient of the Zhangheng Satellite

张衡卫星日产数据高达20 GByte, 人工方法已经无法满足海量数据提取的需求. 提出了一种快速稳健的闪电哨声波散射系数自动提取方法. 将原始数据转换为时频图和音频文件; 针对时频图, 创建YOLOV5神经网络自动定位闪电哨声波, 输出其时频位置信息; 根据其时频位置信息截取对应音频文件得到含有闪电哨声波的音频数据, 并用零将其填充为0.8 s的音频片段; 提取音频片段的梅尔频率倒谱系数, 将其输入多头注意力机制改进的门控循环网络, 自动提取闪电哨声波散射系数. 将该方法应用于2020年2月的数据集, 得到如下结果: 其平均绝对误差和平均绝对百分比误差为0.453和0.176, 相较于文献[<xref ref-type="bibr" rid="b1">1</xref>]方法降低了70%和 46%. 每段数据平均处理时间为0.074 s, 相较于文献[<xref ref-type="bibr" rid="b1">1</xref>]方法降低了92%. 本文提出的自动音频分析方法, 可较为准确和快速地提取闪电哨声波的散射系数.

Authors

Publication Details

Journal
Chinese Journal of Space Science
Published
2025-01-01
DOI
https://doi.org/10.11728/cjss2025.04.2023-0127
Primary Topic
Atmospheric aerosols and clouds
Type
article
Field-Weighted Citation Impact
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article

Fast and Robust Automatic Extraction Method for the Lightning Whistler Scattering Coefficient of the Zhangheng Satellite

Hanqi Yin, Xuhui Shen, Haijun Liu, Jinsheng Han et al.
Chinese Journal of Space Science
Atmospheric aerosols and clouds
article

Fast and Robust Automatic Extraction Method for the Lightning Whistler Scattering Coefficient of the Zhangheng Satellite

Hanqi Yin, Xuhui Shen, Haijun Liu, Jinsheng Han, Qinqin LIU, Shufan Zhao, Yuan Jing, Yali Wang, Qiao Wang
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Abstract

张衡卫星日产数据高达20 GByte, 人工方法已经无法满足海量数据提取的需求. 提出了一种快速稳健的闪电哨声波散射系数自动提取方法. 将原始数据转换为时频图和音频文件; 针对时频图, 创建YOLOV5神经网络自动定位闪电哨声波, 输出其时频位置信息; 根据其时频位置信息截取对应音频文件得到含有闪电哨声波的音频数据, 并用零将其填充为0.8 s的音频片段; 提取音频片段的梅尔频率倒谱系数, 将其输入多头注意力机制改进的门控循环网络, 自动提取闪电哨声波散射系数. 将该方法应用于2020年2月的数据集, 得到如下结果: 其平均绝对误差和平均绝对百分比误差为0.453和0.176, 相较于文献[<xref ref-type="bibr" rid="b1">1</xref>]方法降低了70%和 46%. 每段数据平均处理时间为0.074 s, 相较于文献[<xref ref-type="bibr" rid="b1">1</xref>]方法降低了92%. 本文提出的自动音频分析方法, 可较为准确和快速地提取闪电哨声波的散射系数.

Chinese Journal of Space ScienceVol. 45(4)
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