本发明专利技术提供了一种基于布拉施克的WVD时频表示方法、装置、设备及存储介质。该方法包括以下步骤：对原始非平稳信号进行哈代空间投影的带全纯信号；对全纯信号进行高低频分解，并将高频部分进行布拉施克积表示，同时布拉施克积表示后的残余继续进行高低频分解与布拉施克积表示直至达到设定分解等级，获得信号的模态分量；对各个模态分量进行WVD变换，得到交叉项较少且时频聚集度高的时频分布。本发明专利技术的有益效果是：能够较为准确地提取原始非平稳信号的模态分量，同时有效抑制WVD交叉项，得到更为精确的时频分布。确的时频分布。确的时频分布。
【技术实现步骤摘要】
基于布拉施克的WVD时频表示方法、装置、设备及存储介质
[0001]本专利技术涉及非平稳信号处理领域，尤其涉及一种基于布拉施克的WVD时频表示方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
[0002]对非平稳信号的模态提取与WVD交叉项的抑制一直都是领域关注重点，对于传统的信号模态提取的方法，存在着信号时间端点处提取精度较差、模态混叠的问题。由于WVD 不满足叠加原理，当信号包含多组模态分量时，会在模态分量间产生交叉项干扰对信号时频特性的分析，尤其是微弱模态分量极有可能淹没在交叉项中无法分辨。正因为传统信号模态提取存在的两个问题，也都导致了WVD的交叉项不能有效抑制。在对时频信息精度需求较高的当下，相较传统方法，本方案能够更为精确地获得非平稳信号的模态分量并有效抑制WVD交叉项。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于解决传统方法存在着信号时间端点处提取精度较差、模态混叠的技术问题，提出了一种基于布拉施克的WVD时频表示方法、装置、设备及存储介质，该方法基于布拉施克解绕(Blaschke Unwinding)，将全纯表示的非平稳信号进行布拉施克积表示提取各个模态分量，依次进行WVD变换获得交叉项少高时频聚集度的时频分布。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于布拉施克的WVD时频表示方法，包括以下步骤：
[0005]S1、对原始非平稳信号进行哈代空间投影，获得全纯信号；
[0006]S2、对所述全纯信号进行布拉施克解绕表示，获得多个模态分量；
[0007]S3、对各模态分量依次进行WVD变换，获得变换后的各模态分量；
[0008]S4、对所述变换后的各模态分量依次叠加，获得所述原始非平稳信号的时频分布。
[0009]优选地，步骤S1中，通过将所述原始非平稳信号的所有频率分量的相位推迟90度，实现哈代空间投影，获得原始非平稳信号的全纯信号；所述哈代空间投影的具体公式为：
[0010][0011]其中，X(ω)表示原始非平稳信号的频域表示形式，Y(ω)表示原始非平稳信号的全纯信号，H(ω)是与X(ω)等长的系数数组，ω表示频率，i表示复数单位。
[0012]优选地，步骤S2具体包括：
[0013]S21、利用低通滤波器对所述全纯信号进行高低频分解，获得所述全纯信号的高频部分与低频部分；
[0014]S22、对所述全纯信号的高频部分进行布拉施克积表示，获得布拉施克积与残余数
据；
[0015]S23、所述残余数据返回继续执行S21，直至达到预定次数，获得全纯信号的多个模态分量。
[0016]优选地，步骤S2中，布拉施克积表示的公式如下：
[0017][0018]其中，B(z)为布拉施克积，a
j
∈D是全纯信号在单位圆上的根,a
j
与是复共轭的，z表示单位圆的复坐标，m表示根的阶数，j表示根的次数。
[0019]优选地，步骤S2由如下公式表示：
[0020][0021]其中，F(z)代表了原始非平稳信号复数形式，z表示单位圆上点的复坐标，n表示了解绕的总次数，i表示了某一次解绕的次数，j表示了某一次低通滤波执行的所在解绕次数，G
i
是第i次解绕后所剩的残余数据，B
i
是第i次所获的布拉施克积，且B
‑1＝1，L
i
和H
i
是每一次G
i
所提取到的低频部分与高频部分，A
n
(z)是n次解绕后残余部分。
[0022]优选地，步骤S3中，WVD变换的计算公式如下：
[0023][0024]其中，t表示时间，f表示频率，x(t)表示解析信号，(
·
)
*
表示取共轭复数，τ表示最小时间间隔，哀表示复数单位，f表示频率，π表示圆周率，W
x
(t,f)表示输入信号x(t)的WVD 变换。
[0025]此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种基于布拉施克的WVD时频表示装置，包括以下模块：
[0026]投影模块，用于对原始非平稳信号进行哈代空间投影，获得全纯信号；
[0027]解绕模块，用于对所述全纯信号进行布拉施克解绕表示，获得多个模态分量；
[0028]变换模块，用于对各模态分量依次进行WVD变换，获得变换后的各模态分量；
[0029]叠加模块，用于将所述变换后的各模态分量进行依次叠加，获得所述原始非平稳信号的时频分布。
[0030]此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种基于布拉施克的WVD时频表示设备，所述基于布拉施克的WVD时频表示设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于布拉施克的WVD时频表示程序，所述基于布拉施克的WVD 时频表示程序被所述处理器执行时实现所述的基于布拉施克的WVD时频表示方法的步骤。
[0031]此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有
基于布拉施克的WVD时频表示程序，所述基于布拉施克的WVD时频表示程序被处理器执行时实现所述的基于布拉施克的WVD时频表示方法的步骤。
[0032]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：能够准确提取非平稳信号的模态分量，并有效抑制WVD交叉项的产生，从而更为精确地获得非平稳信号的频率变化曲线，在非平稳信号的时频特性研究中得到良好的应用。
附图说明
[0033]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0034]图1为本专利技术实施例中基于布拉施克的WVD时频表示方法的流程图；
[0035]图2为本专利技术实施例中啁啾调频信号理想时频分布与WVD时频分布；
[0036]图3为本专利技术实施例中不同模态提取算法所获得的结果；
[0037](a)BuWVD；(b)EEMD
‑
WVD；(c)VMD
‑
WVD；
[0038]图4为本专利技术实施例中蝙蝠回声信号所获结果：
[0039](a)时域；(b)频域；(c)WVD；
[0040]图5为本专利技术实施例中不同方法获得的蝙蝠回声信号时频分布：
[0041](a)BuWVD；(b)EEMD
‑
WVD；(c)VMD
‑
WVD；
[0042]图6为本专利技术实施例中信号(2)的时频分布：
[0043](a)理想的时频分布；(b)无噪音；(c)有噪音；
[0044]图7为本专利技术实施例中信号(2)不同方法获得的时频分布：
[0045](a)BuWVD；(b)EEMD
‑
WVD；(c)VMD
‑
WVD；
[0046]图8为本专利技术实施例中不同信噪比下不同方法时频分布的聚集度；
[0047]图9为本专利技术实施例中基于布拉施克的WVD时频表示装置的结构图。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于布拉施克的WVD时频表示方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对原始非平稳信号进行哈代空间投影，获得全纯信号；S2、对所述全纯信号进行布拉施克解绕表示，获得多个模态分量；S3、对各所述模态分量依次进行WVD变换，获得变换后的各模态分量；S4、对所述变换后的各模态分量依次叠加，获得所述原始非平稳信号的时频分布。2.如权利要求1所述的基于布拉施克的WVD时频表示方法，其特征在于，步骤S1中，通过将所述原始非平稳信号的所有频率分量的相位推迟90度，实现哈代空间投影，获得原始非平稳信号的全纯信号，所述哈代空间投影的具体公式为：其中，X(ω)表示原始非平稳信号的频域表示形式，Y(ω)表示原始非平稳信号的全纯信号，H(ω)是与X(ω)等长的系数数组，ω表示频率，i表示复数单位。3.如权利要求1所述的基于布拉施克的WVD时频表示方法，其特征在于，步骤S2具体包括：S21、利用低通滤波器对所述全纯信号进行高低频分解，获得所述全纯信号的高频部分与低频部分；S22、对所述全纯信号的高频部分进行布拉施克积表示，获得布拉施克积与残余数据；S23、所述残余数据返回继续执行S21，直至达到预定次数，获得全纯信号的多个模态分量。4.如权利要求1所述的基于布拉施克的WVD时频表示方法，其特征在于，步骤S2中，布拉施克积表示的公式如下：其中，B(z)为布拉施克积，a
j
∈D是全纯信号在单位圆上的根,a
j
与是复共轭的，z表示单位圆的复坐标，m表示根的阶数，j表示根的次数。5.如权利要求1所述的基于布拉施克的WVD时频表示方法，其特征在于，步骤S2由如下公式表示：其中，F(z)代表原始非平稳信号的复数形式，z表示单位圆的复坐标，n表示了解绕的总
次数，i表示了某一次解绕的次数，j表示了某一次低通滤波执行的所在解绕次数，G
...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭淞元，郝国成，谭文波，锅娟，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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