[发明专利]基于感知哈希算法的飞机振动故障数据库构建与检索方法

权利要求书

1.基于感知哈希算法的飞机振动故障数据库构建与检索方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

步骤一、读入测试数据：读取时域测试数据；

步骤二、滤波、重采样：对待处理的时域测试数据进行滤波，并重新采样；

步骤三、小波变换：选择合适且固定的小波基对时域数据进行小波变换，即将一维的时域数据变换为二维的时频域数据；

步骤四、将时频域数据矩阵转变为灰度图像；通过哈希算法，将灰度图像映射为新的固定大小的灰度图像；

步骤五、将映射后的灰度图像进行二次映射，转化为二值图像；

步骤六、将二值图像矩阵中的元素重新排列，生成哈希值；

步骤七、将生成的哈希值与数据库中的哈希值逐一进行比较，计算相干系数：

步骤八、若相干系数大于阈值，则判定待检索数据与数据库中的数据具有相同的故障特征，输出故障相关经验信息，并将新的故障数据及哈希值存入此类故障条目下；

若相干系数小于阈值，则判定待检索数据所代表的故障尚未在数据库中，对故障进行分析，并将故障原始数据、哈希值、故障发生的时间、系统、原因、处理方法等相关信息输入数据库，建立新的故障条目，为以后的故障检索提供经验依据。

2.根据权利要求1所述的基于感知哈希算法的飞机振动故障数据库构建与检索方法，其特征在于，所述从时域测试数据中读取待处理的时域数据为：f₁(t)，所述f₁(t)为一维信号。

3.根据权利要求2所述的基于感知哈希算法的飞机振动故障数据库构建与检索方法，其特征在于，对读取的所述时域数据f₁(t)进行滤波，并且重新采样，采样周期为T，重新采样之后的数据为f₂(t)。

4.根据权利要求3所述的基于感知哈希算法的飞机振动故障数据库构建与检索方法，其特征在于，通过小波变换将所述时域数据f₂(t)变换为时频域数据WT(a,τ)：

小波变换将原来的一维信号变换为二维信号，变换后的二维信号矩阵表示为WT，

5.根据权利要求4所述的基于感知哈希算法的飞机振动故障数据库构建与检索方法，其特征在于，将所述二维信号矩阵WT转换为灰度图像，矩阵表示为WT2，其中和分别为矩阵WT中的最小值和最大值，1≤i,i₁,i₂≤m，1≤j,j₁,j₂≤n。

6.根据权利要求5所述的基于感知哈希算法的飞机振动故障数据库构建与检索方法，其特征在于，将矩阵表示为WT2的所述灰度图像经过映射函数H(b)构造新的灰度图像，新的灰度图像矩阵表示为WT3，WT3为p*q的矩阵，

7.根据权利要求6所述的基于感知哈希算法的飞机振动故障数据库构建与检索方法，其特征在于，通过映射函数H(c)，对重新构造的灰度图像进行进一步的处理，将其映射为内部元素仅为0或1的二值图像，矩阵表示为WT4，具体过程如下：

令其中c_i,j'＝[c_i,j/4]，1≤i≤p，1≤j≤q，

设

则

其中，如果c_i,j'＞con，d_i,j＝1；如果c_i,j'≤con，d_i,j＝0。

8.根据权利要求7所述的基于感知哈希算法的飞机振动故障数据库构建与检索方法，其特征在于，进一步的处理后生成的哈希值为：

H＝[d₁₁ d₁₂ … d_1q d₂₁ d₂₂ … d_2q … d_p1 d_p2 … d_pq]。

9.根据权利要求8所述的基于感知哈希算法的飞机振动故障数据库构建与检索方法，其特征在于，计算待检索数据的哈希值H与数据库中的哈希值H₀的相干系数；

相干系数

其中和分别表示为H和H₀中元素的均值，pd(H,H₀)的取值范围在[-1,1]之间，当pd(H,H₀)的值越接近0时，则说明待检测数据与数据库中的数据的相关程度较低。