[發(fā)明專利]基于非延遲代價函數(shù)和Grubbs檢驗(yàn)的瞬時頻率估計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710608573.6
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107391935B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竇春紅
• 申請（專利權(quán)）人: 濰坊學(xué)院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于非延遲代價函數(shù)和Grubbs檢驗(yàn)的瞬時頻率估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采用短時傅里葉變換算法將信號x（k）k=1, 2, …,N轉(zhuǎn)換為時頻譜圖，N代表信號的長度；

步驟2：從時頻譜圖中選取一塊具有較高信噪比的局部區(qū)域，采用Canny檢測算法將該局部區(qū)域轉(zhuǎn)換成二值圖像，二值圖像包含多條脊帶；

步驟3：采用Grubbs檢驗(yàn)算法排除每條脊帶上下邊緣的異常值；

步驟4：將上述多條脊帶按照相互之間的運(yùn)動學(xué)比例關(guān)系疊加到其中一條輪廓最完整的脊帶上，構(gòu)建一條具有完整清晰邊緣的合成脊帶；

步驟5：采用Grubbs檢驗(yàn)算法排除上述合成脊帶上下邊緣的異常值；

步驟6：計(jì)算上述合成脊帶的均值曲線，采用五點(diǎn)三次平滑算法對均值曲線進(jìn)行平滑處理，得到平滑均值曲線，計(jì)算該平滑均值曲線在95%置信水平上的置信區(qū)間；

步驟7：將上述平滑均值曲線及其置信區(qū)間按照平滑均值曲線與待估計(jì)目標(biāo)脊線之間的運(yùn)動學(xué)比例關(guān)系映射到目標(biāo)脊線上；

步驟8：將映射后的平滑均值曲線作為目標(biāo)脊線的參考線，將映射后的置信區(qū)間作為目標(biāo)脊線的局部搜索區(qū)間；

步驟9：采用非延遲代價函數(shù)在每個時刻所對應(yīng)的局部搜索區(qū)間內(nèi)搜索脊點(diǎn)，確定每個時刻所對應(yīng)的瞬時頻率，最后得到整個時間區(qū)間上的瞬時頻率；所述步驟9中非延遲代價函數(shù)包括以下步驟：

1）第k個時刻所對應(yīng)的局部搜索區(qū)間FB_k 定義為

，

f_k(pmc)代表映射后的平滑均值曲線在第k個時刻的值，代表映射后的平滑均值曲線置信區(qū)間在第k個時刻寬度的一半，m代表目標(biāo)脊線的長度；

2）第k個時刻所對應(yīng)的非延遲代價函數(shù)CF_k定義為：

,

，

f_k(i) 代表在FB_k范圍內(nèi)所取的頻率值，TF(t_k, f_k)代表TF(t, f)在第k個時刻的值，t_k代表t在第k個時刻的值，f_k代表f在第k個時刻的值，e_k代表權(quán)重因子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于非延遲代價函數(shù)和Grubbs檢驗(yàn)的瞬時頻率估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟1中短時傅里葉變換算法包括以下步驟：

1）對信號x（k）進(jìn)行短時傅里葉變換：

，

TF(t, f)代表信號x（k）的短時傅里葉變換結(jié)果，t代表時間因子，f代表尺度因子，函數(shù)w(z)代表自變量為z的窗口函數(shù)；

2）計(jì)算信號x（k）的時頻譜：

，

spectrogram(t, f)代表x（k）的時頻譜。