[發(fā)明專利]一種信號稀疏表示及重構的時頻原子字典及信號處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011053344.0
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112115918A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 馮西安;寇思瑋
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種信號稀疏表示及重構的MicroDopplerlet時頻原子字典，其特征在于由MicroDopplerlet時頻原子組成，包括一個高斯窗函數(shù)與一個時變的復正弦函數(shù)相乘構成，表示為：

所述高斯窗函數(shù)項g有兩個參數(shù)：一個是尺度因子s，一個是時移因子u，這兩個參數(shù)聯(lián)合取值表示原子的包絡形狀、幅度大小、出現(xiàn)時間位置及持續(xù)時間；

所述復正弦函數(shù)項有兩個參數(shù)：A_v和ω_v，其中ω_v是復正弦函數(shù)中瞬時頻率隨著時間振蕩的角頻率，乘積A_vω_v是瞬時頻率振蕩的幅度，這兩個參數(shù)聯(lián)合取值表示時變原子瞬時頻率變化的大小、快慢信息；

其中：f_c為載波頻率，λ＝c/f_c為波長，c是聲速；四個可變的實數(shù)參數(shù)：s、u、A_v和ω_v的取值范圍：0＜s＜+∞、-∞＜u＜+∞、0≤A_v＜+∞、0≤ω_v＜+∞。

2.一種采用權利要求1或2所述信號稀疏表示及重構的MicroDopplerlet時頻原子字典對具有微多普勒特征的信號處理方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將MicroDopplerlet時頻原子的四個參數(shù)進行網(wǎng)格劃分組成MicroDopplerlet時頻原子字典D＝{g_k,k＝1,2,...,K}；

步驟2：采用MicroDopplerlet時頻原子字典D對包含微多普勒效應特征的信號x進行稀疏表示和重構，表示為：

其中c＝{c_γ,γ∈I_M}是系數(shù)向量，由信號稀疏分解算法求得，下標集I_M中下標元素對應的原子用于對信號x進行稀疏表示和重構；

步驟3：對于步驟2的稀疏表示和重構式，求時頻分布，得基于稀疏分解的無原子間交叉項干擾的時頻分布：

用于在時頻平面上對微多普勒效應的可視化；

對于步驟2的下標集I_M中下標元素對應的原子g_γ，由其相位求瞬時頻率，即為正弦規(guī)律變化的微多普勒頻率，表示為：

步驟4、微動參數(shù)估計：由稀疏分解系數(shù)下降速率估計微動部件個數(shù)；對于正弦規(guī)律變化的微多普勒頻率f，由傅立葉變換求出幅度A_mdγ和角頻率為ω_mdγ，并由微多普勒頻率與目標振動參數(shù)的關系：和ω_mdγ＝ω_vγ可得到目標部件振動幅度A_vγ和角頻率ω_vγ，為：