本发明公开了一种水中目标识别方法，利用小波包分解阈值去噪结合分量差异优选完成了辐射噪声信号的预处理，解决了海洋背景噪声影响辐射噪声时频特征提取以及干扰分类辨识的问题，采用小波变换的方法实现了一维序列信号到二维空间的映射，避免单一时域或者频域特征表征信号不全面的问题，对时频特征进行二维变分模态分解，解决了二维空间噪声信号的干扰问题，对得到的固有模态分量进行特征优选并据此重构信号，实现时频特征的特征加强，采用边缘镜像的方法进行二维变分模态分解，避免了边缘效应引起的信号振荡问题，在小样本数据集上进行梯度下降训练对深度神经网络的分类判别器的参数进行更新，使得特征提取模型具有优良的泛化能力。