[发明专利]一种基于直接法求解瞬时频率的毛刺定位与消除方法

摘要

一种基于直接法求解瞬时频率的毛刺定位与消除方法，先使用局部均值分解方法将信号分解为乘积函数分量，从而得到乘积函数的调频信号，将调频信号的所有局部极大值点置为1，所有的局部极小值点置为‑1；再将调频信号取反余弦，得到非单调的瞬时相位，对非单调的瞬时相位进行展开，得到单调递增的瞬时相位；然后对单调递增的瞬时相位进行前向差分，得到调频信号的带有毛刺的瞬时频率；再确定带有毛刺的瞬时频率的毛刺位置；然后将带有毛刺的瞬时频率在毛刺位置序列处的数据删除，并使用三次样条插补出毛刺位置序列处的瞬时频率值，最终得到无毛刺的瞬时频率；本发明具有无参数，不依赖使用者经验的优点，具有局部处理的特点。

主权项

一种基于直接法求解瞬时频率的毛刺定位与消除方法，其特征在于，包括以下步骤：1)使用局部均值分解方法将原始信号x(t)分解为乘积函数分量，从而得到乘积函数的调频信号s(t)，将调频信号s(t)所有的局部极大值点MaxE_i置为1，所有的局部极小值点MinE_i置为‑1，且满足‑1≤s(t)≤1；2)将调频信号s(t)取反余弦，得到非单调的瞬时相位3)对非单调的瞬时相位进行展开，得到单调递增的瞬时相位其展开方法为：将非单调的瞬时相位的所有局部极值点进行编号；如果第一个局部极值点是局部极大值点，那么，如果局部极值点的编号i为奇数，第i极值点与第i+1极值点之间的相位重新定义为如果i为偶数，第i与i+1个极值点之间的相位重新定义为如果第一个局部极值点是局部极小值点，那么，如果局部极值点的编号i为奇数，第i极值点与第i+1极值点之间的相位重新定义为如果i为偶数，第i与i+1个极值点之间的相位重新定义为最终得到单调递增的瞬时相位4)对单调递增的瞬时相位进行前向差分，设调频信号s(t)的采样频率为f_s，得到调频信号s(t)的带有毛刺的瞬时频率f₀(t)：上式中diff表示前向差分运算；5)确定带有毛刺的瞬时频率f₀(t)的毛刺位置：确定非单调的瞬时相位的局部极值点E，针对第i个局部极值点为E_i，将E_i位置及其两侧各2个采样点位置共计5个点按幅值的绝对值大小进行降序排序，分别标识为D₁～D₅，其对应采样时刻分别为设如果Z＜0，那么，若则将与存储至毛刺位置序列T中，若则将与存储至毛刺位置序列T中；如果Z＞0，若则将与存储至毛刺位置序列T中，若则将与存储至毛刺位置序列T中；最终得到毛刺位置序列T；6)将步骤4)得到的带有毛刺的瞬时频率f₀(t)在步骤5)得到的毛刺位置序列T处的数据删除，并使用三次样条插补出毛刺位置序列T处的瞬时频率值，最终得到无毛刺的瞬时频率f(t)。