一种基于倍频对称小波的时频分析方法技术

本申请提供一种基于倍频对称小波的时频分析方法。时频分析是针对非平稳信号的重要分析方法，其本质是采用带通滤波器族对信号进行滤波。本申请提出的方法中，在构建带通滤波器族的方式上与前人方法不同，具体为：通过傅里叶变换获取待分析信号的最小频率和最大频率，对其取以2为底的对数获得最小倍频程频率和最大倍频程频率，进而根据预设的单个滤波器的倍频程数，生成倍频程频率域半区间交叠的多个倍频对称小波，以此作为带通滤波器族对信号进行带通滤波分解，在得到时间域分解信号后进行Hilbert变换并求取其瞬时振幅谱，并基于各时间域分解信号的瞬时振幅谱生成时频谱图。本申请可丰富时频分析理论，并可望扩展时频分析方法的应用范围。法的应用范围。法的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种基于倍频对称小波的时频分析方法


[0001]本申请涉及信号处理
，尤其涉及一种基于倍频对称小波的时频分析方法。

技术介绍

[0002]傅里叶变换FT在各学科领域广泛应用，基本思想是将信号分解成一系列不同频率的连续正弦波的叠加。FT的缺陷是丢掉了时间信息，无法根据变换结果判断一个特定的信号是在什么时候发生的，即FT变换只适用于分析平稳信号。实际中大多数信号(如地震信号、心电信号等)为非平稳信号，含有大量的突变、奇异、事件的起始与终止等非平稳特征。即非平稳信号的频域特性随时间而变化，分析它需要提取某一时间段的频域信息或某一频率段所对应的时间信息。时频分析是针对非平稳信号的重要分析方法，可同时从时域和频域对信号进行分析，具体方法包括短时傅立叶变换(STFT)、S变换、广义S变换、小波变换、HHT变换(Hilbert
‑
Huang transform)等。
[0003]时频分析方法要解决的一个问题是如何只分析数据中的一小部分？STFT的基本思想是给信号加一个小窗，对小窗内的信号进行变换，因此反映了信号的局部特征。但其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于倍频对称小波的时频分析方法，其特征在于，所述方法包括：获取待分析信号在普通频率域的最小频率和最大频率；依据所述最小频率和所述最大频率，计算得到所述待分析信号在倍频程频率域的最小倍频程频率和最大倍频程频率；依据所述最小倍频程频率、所述最大倍频程频率和预设的单个小波倍频程数，确定整个信号频率范围内包含的倍频对称小波的个数和各倍频对称小波的中心频率；根据所述单个小波倍频程数和各倍频对称小波的中心频率，在所述倍频程频率域设计各倍频对称小波的振幅谱形态；依据各倍频对称小波在所述倍频程频率域的振幅谱形态，求取各倍频对称小波在所述普通频率域的频谱；以所述普通频率域中的各倍频对称小波作为滤波器族，其频谱作为滤波器族频谱，对所述待分析信号进行滤波处理，得到分解信号频谱及时间域分解信号；对所述时间域分解信号进行Hilbert变换并求取其瞬时振幅谱；基于所述时间域分解信号的瞬时振幅谱生成所述待分析信号的时频谱图。2.根据权利要求1所述的时频分析方法，其特征在于，所述获取待分析信号在普通频率域的最小频率和最大频率，包括：对待分析信号做傅里叶变换后观察其频率范围，并记fmi和fma为所述待分析信号在普通频率域的最小频率和最大频率。3.根据权利要求1所述的时频分析方法，其特征在于，所述依据所述最小频率和所述最大频率，计算得到所述待分析信号在倍频程频率域的最小倍频程频率和最大倍频程频率，包括：对所述待分析信号的最小频率fmi和最大频率fma取以2为底的对数，得到运算结果，并将所述运算结果作为所述待分析信号在倍频程频率域的最小倍频程频率lfmi和最大倍频程频率lfma，计算公式具体如下：lfmi＝log2(fmi)，lfma＝log2(fma)。4.根据权利要求1所述的时频分析方法，其特征在于，所述依据所述最小倍频程频率、所述最大倍频程频率和预设的单个小波倍频程数，确定整个信号频率范围内包含的倍频对称小波的个数和各倍频对称小波的中心频率，包括：若预设的单个小波的倍频程数为n，利用m＝(lfma
‑
lfmi)/n得到信号频率范围内能容纳的倍频程为n的不重叠滤波器的个数，考虑到拟设计滤波器的形态特点及所有滤波器的振幅谱叠加后应为1，每两个不重叠滤波器之间补一个滤波器，即增加m
‑
1个滤波器，故倍频程频率域内倍频程为n的滤波器的总个数为2m
‑
1个；根据上述设计，2m
‑
1个倍频程数为n的滤波器在倍频程域的中心频率为从lfmi+n/2起始，到lfma
‑
n/2终止，间隔为n/2的2m
‑
1个数值。5.根据权利要求1所述的时频分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：成谷，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：