專利名稱：一種基于倍頻分析的信號(hào)處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)處理方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種基于倍頻分析的信號(hào)處理方 法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在實(shí)際生活或工程上，隨機(jī)信號(hào)無(wú)處不在，為了對(duì)信號(hào)進(jìn)行研究，信號(hào)最好具有某 種平穩(wěn)的特性，即平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)；不過(guò)嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，平穩(wěn)的隨機(jī)信號(hào)基本不存在，但實(shí)際中， 由于它的非平穩(wěn)變化不太快，在一小段時(shí)間內(nèi)可以看成是平穩(wěn)的，即寬平穩(wěn)的隨機(jī)信號(hào)， 這樣就可以借助一些數(shù)學(xué)手段來(lái)處理。
生理信號(hào)大多都可以看成寬平穩(wěn)的隨機(jī)信號(hào)，比如心率、脈率等，這些信號(hào)在短時(shí) 間內(nèi)信號(hào)特征基本不變，但是由于其信號(hào)大多比較微弱，在實(shí)際中，往往會(huì)被某些可預(yù)知的 和不可預(yù)知的干擾淹沒(méi)，這些干擾的存在就使得對(duì)信號(hào)的周期檢測(cè)有一定難度。在這種情 況下，需要對(duì)信號(hào)做一些處理，目前有人利用分組濾波來(lái)減少某些干擾對(duì)包絡(luò)信號(hào)的影響， 起到一定的作用，但是無(wú)論如何濾波，總會(huì)有些干擾在有效頻帶內(nèi)，不能去除，這樣就使得 信號(hào)周期不易求得
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于倍頻分析的信號(hào)處理方法和系統(tǒng)，克服 現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)，由于信號(hào)干擾導(dǎo)致不易獲得準(zhǔn)確的信號(hào)周期的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種基于倍頻分析的信號(hào)處理方法，包括如下步驟 采集信號(hào)對(duì)需要處理的信號(hào)X (t)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；自相關(guān)處理對(duì)采集的信號(hào)X (t)進(jìn)行自相關(guān)處理
權(quán)利要求
1.一種基于倍頻分析的信號(hào)處理方法，包括如下步驟 采集信號(hào)對(duì)需要處理的信號(hào)X (t)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；自相關(guān)處理對(duì)采集的信號(hào)X (t)進(jìn)行自相關(guān)處理^sw = Ι,χζ ^ -，得到 自相關(guān)結(jié)果序列；包絡(luò)分析對(duì)所述自相關(guān)結(jié)果序列Aw進(jìn)行包絡(luò)分析得到信號(hào)X (t)的主峰序列；倍頻分析對(duì)獲取的信號(hào)X (t)主峰序列進(jìn)行倍頻分析；確定信號(hào)周期根據(jù)信號(hào)X (t)的倍頻分析結(jié)果確定信號(hào)X (t)的周期。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于倍頻分析的信號(hào)處理方法，其特征在于，所述倍頻分析步 驟中還包括判斷信號(hào)質(zhì)量，即根據(jù)信號(hào)χ (t)與倍頻關(guān)系的符合程度確定信號(hào)χ (t)的質(zhì)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于倍頻分析的信號(hào)處理方法，其特征在于，在包絡(luò)分析步 驟中，包括如下步驟確定參考周期確定的信號(hào)χ (t)的參考周期R ；獲取極值點(diǎn)首先獲取自相關(guān)結(jié)果序列χ (t)的極值點(diǎn)，然后通過(guò)閾值檢測(cè)，得到其主 要極值點(diǎn)，得到離散數(shù)組D ；獲取包絡(luò)序列將離散數(shù)組D中自相關(guān)結(jié)果序列Aw的所述主要極值點(diǎn)以直線連接，若相鄰的兩點(diǎn)距離大于所述參考周期R，則放棄連接，否則執(zhí)行連接，連接完成后得到一個(gè) 包絡(luò)數(shù)組E，即包絡(luò)序列；得到信號(hào)的主峰序列重復(fù)步驟獲取極值點(diǎn)和步驟處理離散數(shù)組D直到極值點(diǎn)數(shù)目不 變，此時(shí)，剩余的極值點(diǎn)組成信號(hào)χ (t)的主峰序列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于倍頻分析的信號(hào)處理方法，其特征在于，在自相關(guān)處理 步驟中，包括對(duì)采集的信號(hào)χ (t)進(jìn)行去噪、排序、濾波的預(yù)處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于倍頻分析的信號(hào)處理方法，其特征在于，在倍頻分析步 驟中，極值點(diǎn)數(shù)目等于1時(shí)，則倍頻關(guān)系成立，基頻主峰所在的位置即為信號(hào)χ (t)對(duì)應(yīng)的 周期；極值點(diǎn)數(shù)目大于1時(shí)，將第N主峰&的橫坐標(biāo)仏除以N，取其商與基頻主峰之間距離 的絕對(duì)值為En，若En在誤差允許的范圍內(nèi)，則倍頻關(guān)系成立，基頻主峰所在的位置即為信 號(hào)χ (t)對(duì)應(yīng)的周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于倍頻分析的信號(hào)處理方法，其特征在于，若En在誤差允許 的范圍外，則倍頻關(guān)系不成立，通過(guò)上次周期參數(shù)來(lái)確定本次周期。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于倍頻分析的信號(hào)處理方法，其特征在于，在進(jìn)行信號(hào)χ(t) 的質(zhì)量判斷時(shí)，取上述誤差E2、&中的最小誤差^llin和最大誤差^liax,如果最大誤差Emax 在允許誤差范圍內(nèi)，則信號(hào)質(zhì)量較好；如果最小誤差Emin在允許范圍內(nèi)，則信號(hào)質(zhì)量中；如 果最小誤差^lin不在允許誤差范圍內(nèi)，則信號(hào)質(zhì)量較差。
8.一種基于倍頻分析的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括采集信號(hào)的數(shù)據(jù)采集單元、對(duì) 采集的信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)處理的自相關(guān)處理單元、對(duì)自相關(guān)結(jié)果序列進(jìn)行包絡(luò)分析的包絡(luò)分 析單元、對(duì)所述包絡(luò)分析單元分析后的周期主峰序列進(jìn)行倍頻分析的倍頻分析單元、根據(jù) 信號(hào)χ (t)的倍頻分析結(jié)果確定信號(hào)χ (t)周期的周期確定單元、對(duì)所述信號(hào)處理系統(tǒng)的工作進(jìn)行控制調(diào)節(jié)的控制單元，所述自相關(guān)處理單元對(duì)所述采集單元采集的信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)處理
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于倍頻分析的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述倍頻分析單 元還包括信號(hào)質(zhì)量分析模塊，所述信號(hào)質(zhì)量分析模塊根據(jù)信號(hào)χ (t)與倍頻關(guān)系的符合程 度確定信號(hào)χ (t)的質(zhì)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述基于倍頻分析的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述周期確 定單元包括對(duì)周期確認(rèn)進(jìn)行后處理的后處理模塊，所述后處理模塊在所述倍頻分析單元的 誤差不符合倍頻關(guān)系時(shí)通過(guò)上次周期參數(shù)來(lái)確定本次周期。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述基于倍頻分析的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述自相關(guān) 處理單元還包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)所述采集單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行去 噪、排序、濾波處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述基于倍頻分析的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)處 理系統(tǒng)還包括顯示單元，所述顯示單元對(duì)所述周期確定單元確定的信號(hào)周期顯示出來(lái)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于倍頻分析的信號(hào)處理方法和系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)采集的信號(hào)X(t)進(jìn)行自相關(guān)處理，利用自相關(guān)處理具有使能使周期信號(hào)得到加強(qiáng)而隨機(jī)噪聲被減弱的特性，減弱了隨機(jī)噪聲對(duì)信號(hào)的影響；同時(shí)通過(guò)對(duì)自相關(guān)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行包絡(luò)分析以及倍頻分析，有效地消除了非周期和周期噪聲的對(duì)信號(hào)的影響，從而更準(zhǔn)確地獲取信號(hào)周期。再者，通過(guò)倍頻分析后所獲取的信號(hào)質(zhì)量可以為使用者提供借鑒作用，用來(lái)了解當(dāng)時(shí)信號(hào)的情況。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102034022SQ20101057253
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者劉冰, 陳吳筍, 陳德偉 申請(qǐng)人:深圳市理邦精密儀器股份有限公司