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信号的时频分布描述了信号从时域到频域的变换，较为全面地表征了信号的特征。主成分分析是统计学中分析数据的一种有效方法。本文将时频分析的方法应用于声目标的特征提取及分类；在保证信息的相对完整性的基础上，利用基于时频分析的主成分特征提取技术对4类战场目标的声信号进行了特征提取。经仿真实验验证，信号的时频分布较好地体现了各类声目标在时一频域的分布规律，主成分分析方法有效地压缩了数据量。结果表明，各目标的类间可分性测度值较大，具有良好的可分性。