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针对传统的水声信号分类技术处理方法复杂、特征提取时间长以及特征量多等问题，提出了一种基于稀疏表示的分类系统，先利用正交匹配追踪法（OMP）算法提取与水声信号最为匹配的少数原子作为目标特征，再采用支持向量机（SVM）进行分类．对鲸类声信号进行仿真实验，实验结果表明，不仅提高了压缩效率和运算速度，而且识别率高，在水声信号的实时处理中具有较高的实用价值．