[發(fā)明專利]基于改進(jìn)HHT變換的特征提取方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810266004.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN108334872A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張濤;丁碧云;趙鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06F17/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于改進(jìn)HHT變換的特征提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)采用小波包對(duì)被測信號(hào)x(t)進(jìn)行分解與重構(gòu)，得到不同頻段的窄帶信號(hào)；

2)對(duì)步驟1)中得到的各個(gè)窄帶信號(hào)做經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓玫剿姓瓗盘?hào)的IMF分量；

3)對(duì)所有窄帶信號(hào)的IMF分量進(jìn)行篩選，得到整個(gè)被測信號(hào)x(t)最終的IMF分量；

4)分別對(duì)最終的IMF分量進(jìn)行Hilbert變換，得到被測信號(hào)x(t)的瞬時(shí)屬性；

5)根據(jù)被測信號(hào)x(t)的瞬時(shí)屬性，提取能夠反映被測信號(hào)x(t)時(shí)頻特性的時(shí)頻統(tǒng)計(jì)特征，包括：每個(gè)IMF分量的瞬時(shí)幅度的均值，所有IMF分量的邊際譜的帶寬、峰值和方差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)HHT變換的特征提取方法，其特征在于，步驟1)是采用Daubechies小波對(duì)輸入被測信號(hào)x(t)進(jìn)行N層小波包分解與重構(gòu)，得到2^N個(gè)不同頻段的窄帶信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)HHT變換的特征提取方法，其特征在于，步驟2)包括：

(1)找出第i個(gè)窄帶信號(hào)x_i(t)的所有局部極大值和極小值；

(2)對(duì)所有局部極大值和極小值分別進(jìn)行三次樣條插值，得到由所有局部極大值構(gòu)成的上包絡(luò)線和所有局部極小值構(gòu)成的下包絡(luò)線，分別記為u(t)、v(t)；

(3)求上下包絡(luò)線的均值為：

(4)令h(t)＝x_i(t)-m(t)，驗(yàn)證h(t)是否滿足IMF分量的條件，若滿足，則h(t)為第一個(gè)IMF分量；如不滿足，以h(t)替換窄帶信號(hào)x_i(t)，返回第(1)步，直至得到第一個(gè)IMF分量，并將第一個(gè)IMF分量記為c₁(t)；

(5)將r₁(t)＝x_i(t)-c₁(t)作為新的分析信號(hào)，重復(fù)第(1)步至第(4)步，得到第二個(gè)IMF分量c₂(t)，此時(shí)記r₂(t)＝r₁(t)-c₂(t)；

(6)重復(fù)第(5)步，直至得到余項(xiàng)r_m(t)是一個(gè)單調(diào)信號(hào)或者余項(xiàng)r_m(t)的值小于預(yù)先給定的余項(xiàng)閾值，分解結(jié)束，得到第i個(gè)窄帶信號(hào)的一系列IMF分量；

(7)對(duì)其余的窄帶信號(hào)分別進(jìn)行第(1)步至第(6)步的操作，直到所有的窄帶信號(hào)都進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸鉃橹?，得到所有窄帶信?hào)的IMF分量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)HHT變換的特征提取方法，其特征在于，步驟3)包括：將每個(gè)IMF分量與被測信號(hào)x(t)的互信息量與互信息量閾值Mi進(jìn)行對(duì)比，篩選出能夠反映被測信號(hào)x(t)特征的真實(shí)IMF分量，將篩選出來的真實(shí)IMF分量按照頻率由高到低的順序排序，得到整個(gè)被測信號(hào)x(t)最終的IMF分量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)HHT變換的特征提取方法，其特征在于，步驟4)所述的被測信號(hào)x(t)的瞬時(shí)屬性包括：每個(gè)IMF分量的瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)幅度，所有IMF分量的邊際譜和Hilbert譜。