[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)離散希爾伯特變換的信號(hào)處理方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011337806.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN112559953A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 軒建平;李銳;唐律;張青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/14
• 分類號(hào): G06F17/14
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 雷霄

1.一種實(shí)現(xiàn)離散希爾伯特變換的信號(hào)處理方法，其特征在于，包括步驟：

獲取輸入信號(hào)，將輸入信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分解，獲得多個(gè)長(zhǎng)度相等的短信號(hào)，并且限定短信號(hào)的長(zhǎng)度為大于或等于3的奇數(shù)；

分別對(duì)每個(gè)短信號(hào)進(jìn)行加窗，獲得多個(gè)加窗信號(hào)；

分別對(duì)每個(gè)加窗信號(hào)進(jìn)行對(duì)稱離散傅里葉變換，獲得多個(gè)頻域信號(hào)；

分別對(duì)每個(gè)頻域信號(hào)的虛部進(jìn)行求和，將求和結(jié)果作為離散希爾伯特變換的輸出信號(hào)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)離散希爾伯特變換的信號(hào)處理方法，其特征在于，所述信號(hào)分解包括步驟：

將輸入信號(hào)記為s(n)，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，即n的取值范圍為1≤n≤L，且n為整數(shù)，將信號(hào)s(n)分解為L(zhǎng)-N+1個(gè)長(zhǎng)度均為N的短信號(hào)；具體是將信號(hào)s(n)中第1到第N個(gè)信號(hào)樣本作為第一個(gè)短信號(hào)x₁，將第2到第N+1樣本作為第二個(gè)短信號(hào)x₂，如此依次進(jìn)行下去，直至獲取第L-N+1個(gè)短信號(hào)x_L-N+1。

3.如權(quán)利要求2所述的一種實(shí)現(xiàn)離散希爾伯特變換的信號(hào)處理方法，其特征在于，將多個(gè)加窗信號(hào)記為y_i(n)，1≤i≤L-N+1，且i為整數(shù)，將y_i(n)的對(duì)稱離散傅里葉變換記為Y_i(m)，所述對(duì)稱離散傅里葉變換的計(jì)算公式為：

其中，n取值范圍為{n∈Z|-(N-1)/2≤n≤(N-1)/2}，m的取值范圍為{m∈Z|-(N-1)/2≤m≤(N-1)/2}。

4.如權(quán)利要求3所述的一種實(shí)現(xiàn)離散希爾伯特變換的信號(hào)處理方法，其特征在于，對(duì)每個(gè)頻域信號(hào)的虛部進(jìn)行求和采用以下計(jì)算公式中的任意一個(gè)：

其中，Imag()為取虛部運(yùn)算符，h(i)為求和結(jié)果。

5.一種實(shí)現(xiàn)離散希爾伯特變換的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：

信號(hào)分解模塊，用于獲取輸入信號(hào)，將輸入信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分解，獲得多個(gè)長(zhǎng)度相等的短信號(hào)，并且限定短信號(hào)的長(zhǎng)度為大于或等于3的奇數(shù)；

加窗模塊，用于分別對(duì)每個(gè)短信號(hào)進(jìn)行加窗，獲得多個(gè)加窗信號(hào)；

對(duì)稱離散傅里葉變換模塊，用于分別對(duì)每個(gè)加窗信號(hào)進(jìn)行對(duì)稱離散傅里葉變換，獲得多個(gè)頻域信號(hào)；

輸出模塊，用于分別對(duì)每個(gè)頻域信號(hào)的虛部進(jìn)行求和，將求和結(jié)果作為離散希爾伯特變換的輸出信號(hào)。

6.如權(quán)利要求5所述的一種實(shí)現(xiàn)離散希爾伯特變換的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)分解包括步驟：

將輸入信號(hào)記為s(n)，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，即n的取值范圍為1≤n≤L，且n為整數(shù)，將信號(hào)s(n)分解為L(zhǎng)-N+1個(gè)長(zhǎng)度均為N的短信號(hào)，具體是，將信號(hào)s(n)中第1到第N個(gè)信號(hào)樣本作為第一個(gè)短信號(hào)x₁，將第2到第N+1樣本作為第二個(gè)短信號(hào)x₂，如此依次進(jìn)行下去，直至獲取第L-N+1個(gè)短信號(hào)x_L-N+1。

7.如權(quán)利要求6所述的一種實(shí)現(xiàn)離散希爾伯特變換的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，將多個(gè)加窗信號(hào)記為y_i(n)，1≤i≤L-N+1，且i為整數(shù)，將y_i(n)的對(duì)稱離散傅里葉變換記為Y_i(m)，所述對(duì)稱離散傅里葉變換的計(jì)算公式為：

其中，n取值范圍為{n∈Z|-(N-1)/2≤n≤(N-1)/2}，m的取值范圍為{m∈Z|-(N-1)/2≤m≤(N-1)/2}。

8.如權(quán)利要求7所述的一種實(shí)現(xiàn)離散希爾伯特變換的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)每個(gè)頻域信號(hào)的虛部進(jìn)行求和采用以下計(jì)算公式中的任意一個(gè)：

其中，Imag()為取虛部運(yùn)算符，h(i)為求和結(jié)果。