基于均匀相位模态分解的复杂度与功率双谱的生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于均匀相位模态分解的复杂度与功率双谱的生成方法，涉及信号处理技术领域。该方法的具体实施方式包括：设置多个目标分解频点，对原始信号进行UPEMD分解，获取所述原始信号在所述目标分解频点下的信号分量；计算所述目标分解频点的信号分量的信号复杂度和功率谱密度值，生成复杂度频谱和功率频谱。该实施方式能够通过一组具有均匀相位分布的掩模信号辅助，引入均匀相位经验模态分解，对非平稳、非线性信号进行分解，从而生成复杂度和功率双谱，将UPEMD和复杂度、功率相结合，可在避免模态混合和模态分裂条件下，在目标频率附近提取本征模态函数IMF，最大限度减小附加振荡残差。残差。残差。

【技术实现步骤摘要】
基于均匀相位模态分解的复杂度与功率双谱的生成方法


[0001]本专利技术属于信号处理
，具体涉及一种基于均匀相位模态分解的复杂度与功率双谱的生成方法。

技术介绍

[0002]非平稳信号的分布参数或分布规律随时间动态变化，其在复杂系统中广泛存在，如雷达、地震、语音和医学生物等信号。复杂度是用于评估信号动态变化程度（如，非平稳性）的重要指标。
[0003]然而，现有的复杂度分析过程中，仅关注原始信号的Lempel
‑
Ziv复杂度（Lempel
‑
Ziv complexity，即LZC），并未对多频率LZC的变化趋势进行考虑，为了保留输入信号分量的动态性，需以非线性、非平稳分解方法进行拆分，常用的有经验模态分解（EMD）、噪声辅助EMD(NA
‑
EMD)、掩模EMD，EMD可将时间序列分解为多个频率范围的本征模态函数。但是，由于不同频率成分的存在，使得EMD存在模式混叠问题；NA
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EMD通过白噪声填补频率调制中不连续的空白，可以解决模态混叠问题，但是可能导致模态分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于均匀相位模态分解的复杂度与功率双谱的生成方法，其特征在于，包括：设置多个目标分解频点，对原始信号进行UPEMD分解，获取所述原始信号在所述目标分解频点下的信号分量；计算所述目标分解频点的信号分量的信号复杂度和功率谱密度值，生成复杂度频谱和功率频谱。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对原始信号进行UPEMD分解，获取所述原始信号在所述目标分解频点下的信号分量，包括：针对每一个所述目标分解频点，构建一维频率矩阵；对于所述频率矩阵，将上一矩阵元素的输入信号和模态分解信号的差值作为下一矩阵元素的输入信号，顺次对各个矩阵元素的输入信号进行模态分解，直至得到所述目标分解频点的信号分量。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述顺次对各个矩阵元素的输入信号进行模态分解，包括：对所述原始信号的相位进行划分，生成不同相位下的所述矩阵元素的掩模信号；分别将各个相位下的所述掩模信号加入所述矩阵元素的输入信号，得到所述矩阵元素在各个相位下的分解输入信号；利用不同相位下所述分解输入信号的多个极值点，对所述分解输入信号进行分解，得到所述矩阵元素的模态分解信号。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用不同相位下所述分解输入信号的多个极值点，对所述分解输入信号进行分解，得到所述矩阵元素的模态分解信号，包括：将所述分解输入信号作为待分解信号；识别所述待分解信号的多个极值点，通过三次样条插值法对多个所述极值点进行拟合，得到所述极值点的上包络线和下包络线，对所述上包络线和所述下包络线进行平均，确定所述极值点的平均包络线；对所述待分解信号和所述平均包络线进行差运算，得到中间信号；判断所述中间信号是否存在负的局部极大值和正的局部极小值，如果否，确定所述中间信号满足本征模态函数IMF标准，得到合格IMF信号；
从所述分解输入信号中移除所述合格IMF信号，判断剩余信号是否为常数或者呈单调趋势，如果是，提取不同相位的分解结果中的第一合格IMF信号，平均化...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建宏，胡祎东，史文彬，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：