虚拟样本是解决小样本条件下模式识别问题的有效手段。在总结前人研究成果的基础上给出了虚拟样本的定义，利用VC维理论分析了虚拟样本的作用。针对双层圆柱壳体结构噪声源识别这一实际问题，提出了两种分别基于频响函数和傅里叶变换的虚拟样本生成算法。试验结果表明两种算法均能有效提高噪声源识别正确率。