一种非线性双频图的自动识别方法技术

本发明专利技术公开了一种非线性双频图的自动识别方法，包括如下步骤：（1）将三维双频图构造成极坐标系下的一组曲线；（2）在极坐标系下形成三维累加图，利用霍夫变换的基本原理构造三维累加图峰值直线方程；（3）确定三维累加图主峰直线方程；（4）在三维双频图中消除三维累加图主峰直线方程上的点；（5）对新三维双频图数据重复步骤（1）至（4）以此获得双频图上各直线方程和响应类型。此识别方法无需人工参与，可通过计算机程序一次性识别出双频图上的所有直线方程和响应类型，有效提高识别准确率，节省人工成本，提高经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种非线性双频图的自动识别方法
本专利技术涉及通信
，具体涉及一种非线性双频图的自动识别方法。
技术介绍
接收机是一种电磁敏感设备，其作为电子信息系统的前端设备，极易在战场复杂电磁环境下产生非线性响应，导致接收系统中出现大量虚假响应，从而降低整个电子信息系统的作战效能。接收机非线性响应是由其内部器件的非线性特性在一定强度信号作用下产生的。近年来，在传统的多音测量技术基础上发展起来一种新的接收机非线性响应特性测试技术-双频自动测试技术。不同于以往的双音及多音测试，双频测试技术可以测量待测频段内所有的非线性响应，检测并识别所有的信号通道和干扰路径，可以实现对接收机非线性响应特性全面的测试和表征。对双频图中非线性响应的识别方法，主要有手动识别和半自动识别两种，手动识别是将二维双频图打印出来，根据图像人工画线，计算所画直线参数，再将参数整数化，与公式进行比对，确定各直线的直线方程和响应类型；半自动识别是通过肉眼识别双频图上的直线，在直线上选点(至少两个点)以确定需识别的直线，由计算机根据选择的点拟合直线，与公式进行比对，确定直线方程和响应类型；两种识别方法较为繁琐，且准确性不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，基于图像识别中的霍夫变换，提供一种非线性双频图的自动识别方法，无需人工参与，可通过计算机程序一次性识别出双频图上的所有直线方程和响应类型。为实现上述目的，本专利技术提供一种非线性双频图的自动识别方法，包括如下步骤：(1)将三维双频图构造成极坐标系下的一组曲线；(2)在极坐标系下形成三维累加图，利用霍夫变换的基本原理构造三维累加图峰值直线方程；(3)确定三维累加图主峰直线方程；(4)在三维双频图中消除三维累加图主峰直线方程上的点；(5)对新三维双频图数据重复步骤(1)至(4)以此获得双频图上各直线方程和响应类型。优选地，其中步骤(1)包括：对三维双频图进行平移，平移距离是接收机的工作频率f0，三维双频图的原始数据为(f1_data，f2_data，P)，则平移后的数据应为(f1_data-f0，f2_data-f0，P)，记为(f11_data，f22_data，P)；(a)查找三维双频图P＞Pf的点，记录第一个点的频率坐标为(f11_data，f22_data)，使用式(1)ρ＝f11_data0×cos(θ)+f22_data0×sin(θ)(1)其中：Pf＝POUT，noise+25dB；POUT，noise表示接收机的输出噪声；将其转化至极坐标系的第一条曲线；(b)依次转化所有P＞Pf的点，形成一组曲线。优选地，其中步骤(2)包括：在极坐标系创建一个二维累加器，累加器范围为：0°＜θ＜360°，-f0＜ρ＜f0，累加器计数值记在M×N矩阵delta中；将步骤(a)得到的第一条曲线绘制在累加器中，并将曲线所覆盖网格的delta(i，j)加1，依次绘制步骤(b)得到的全部曲线，以(θ，ρ，delta)形成三维累加图，三维累加图的每个峰，即对应曲线组的交叉点，根据霍夫变换的基本原理，该交叉点即对应双频图上的一条直线；对三维累加图进行寻峰，记录峰值所在点(θ0，ρ0，delta0)，峰值左点(θ-1，ρ0，delta-1)，峰值右点(θ1，ρ0，delta1)，使用抛物线法对三点进行平滑，找出真正的峰值θMAX；构建的累加器存在步进，寻峰得到的θ0属于离散值，若双频图中的直线角度刚好处于两个步进θ-1和θ0之间，则直线上点的累加值可能分布在θ-1的delta-1和θ0的delta0，通过拟合抛物线并寻找抛物线的峰值坐标，可以找出真正的θMAX；构造抛物线y＝a1x2+b1x+c1，则经过峰值所在点、峰值左点、峰值右点的的抛物线系数如式(2)：获得抛物线方程系数后，可得θMAX的表达式：θMAX＝-b1/2a1(3)若寻峰得到的θ0＝0°，不存在峰值左点；得到θ0＝360°，不存在峰值右点，直接取θMAX＝θ0即可；构造三维累加图峰值对应的直线方程a2f1+b2f2＝c2，直线方程系数如式(4)a2＝cos(θMAX)(4)。b2＝sin(θMAX)c2＝ρ0+cos(θMAX)×f0+sin(θMAX)×f0优选地，其中步骤(3)包括：根据式(5)建立直线方程数据库：k1f1+k2f2+...＝f0(5)k1，k2...＝0，±1，±2，...(k1，k2至少一个为正)K＝|k1|+|k2|；K≥1其中：f0-接收机工作频率；k1，k2-信号源1和2输出信号的谐波阶次；K-响应的阶次；将三维累加图峰值直线方程与数据库中的直线进行比对，确定三维累加图主峰对应的直线方程；将f1_data带入三维累加图峰值直线方程a2f1+b2f2＝c2中，得到一组f2，记为f2_line即f1_line＝f1_data(6)特别的，当式6中b2＝0时，点集(f1_line，f2_line)应为f1_line＝c2/a2，f2_line＝f2_data；计算点集(f1_line，f2_line)和直线方程系数库中第i条直线的距离Di其中：i-数据库中直线序号；k1i，k2i-数据库中第i条直线的系数；j-点集(f1_line，f2_line)中点的序号；n-点集(f1_line，f2_line)中点的总数；依次比较数据库中所有直线，找出使Di最小的直线，输出标准直线方程和对应的响应类型。优选地，其中步骤(4)包括：对于三维双频图原始数据(f1_data，f2_data，P)，计算点集(f1_data，f2_data)和步骤(3)得到直线方程的距离d，对于d＜d0的点，将P置为接收机输出噪声POUT，noise；Δ为被测接收机中频滤波器的带宽，d0的选择如下：若三维累加图主峰直线方程响应类型为主接收通道，d0＝1.5Δ；若三维累加图主峰直线方程响应类型为其他响应类型，d0＝0.5Δ。本专利技术采用上述技术方案，具有以下突出的有益效果：为了解决手动识别/半自动识别带来的识别方法繁琐、准确性不高，通过采用步骤(1)至(5)技术方案，可以有效提高识别准确率，节省人工成本，提高经济效益。附图说明图1本专利技术提供的一种非线性双频图的自动识别方法框架图；图211阶直线方程数据库表；图3实施例一实测三维双频图；图4实施例一实测二维双频图；图521号和22号直线位置示意图；图6二维双频图转化得到的第一条曲线；图7二维双频图转化得到的全部曲线；图8全部曲线形成的三维累加图；图9抛物线法寻找峰值坐标原理；图10两种方法计算的直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非线性双频图的自动识别方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将三维双频图构造成极坐标系下的一组曲线；/n(2)在极坐标系下形成三维累加图，利用霍夫变换的基本原理构造三维累加图峰值直线方程；/n(3)确定三维累加图主峰直线方程；/n(4)在三维双频图中消除三维累加图主峰直线方程上的点；/n(5)对新三维双频图数据重复步骤(1)至(4)以此获得双频图上各直线方程和响应类型。/n

【技术特征摘要】
1.一种非线性双频图的自动识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将三维双频图构造成极坐标系下的一组曲线；
(2)在极坐标系下形成三维累加图，利用霍夫变换的基本原理构造三维累加图峰值直线方程；
(3)确定三维累加图主峰直线方程；
(4)在三维双频图中消除三维累加图主峰直线方程上的点；
(5)对新三维双频图数据重复步骤(1)至(4)以此获得双频图上各直线方程和响应类型。


2.根据权利要求1所述的一种非线性双频图的自动识别方法，其特征在于：所述步骤(1)包括：
对三维双频图进行平移，平移距离是接收机的工作频率f0，三维双频图的原始数据为(f1_data，f2_data，P)，则平移后的数据应为(f1_data-f0，f2_data-f0，P)，记为(f11_data，f22_data，P)；
(a)查找三维双频图P＞Pf的点，记录第一个点的频率坐标为(f11_data，f22_data)，使用式(1)
ρ＝f11_data0×cos(θ)+f22_data0×sin(θ)(1)
其中，Pf＝POUT，noise+25dB；POUT，noise表示接收机的输出噪声；
将其转化至极坐标系的第一条曲线；
(b)依次转化所有P＞Pf的点，形成一组曲线。


3.根据权利要求1所述的一种非线性双频图的自动识别方法，其特征在于：所述步骤(2)包括：
在极坐标系创建一个二维累加器，累加器范围为：0°<θ<360°，-f0<ρ<f0，累加器计数值记在M×N矩阵delta中；将步骤(a)得到的第一条曲线绘制在累加器中，并将曲线所覆盖网格的delta(i，j)加1，依次绘制步骤(b)得到的全部曲线，以(θ，ρ，delta)形成三维累加图，三维累加图的每个峰，即对应曲线组的交叉点，根据霍夫变换的基本原理，该交叉点即对应双频图上的一条直线；
对三维累加图进行寻峰，记录峰值所在点(θ0，ρ0，delta0)，峰值左点(θ-1，ρ0，delta-1)，峰值右点(θ1，ρ0，delta1)，使用抛物线法对三点进行平滑，找出真正的峰值θMAX；构造抛物线y＝a1x2+b1x+c1，则经过峰值所在点、峰值左点、峰值右点的的抛物线系数如式(2)：









获得抛物线方程系数后，可得θMAX的表达式：
θMAX＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭江，宋佳佳，苗胜，周闯，刘敏，翟锋涛，白瑞杰，张慧，
申请(专利权)人：陕西海泰电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61