[发明专利]一种基于图像处理的异常信号频谱参数检测方法

摘要

本发明公开了一种基于图像处理的异常信号频谱参数检测方法，包括截取待检测信号频谱图像、获取信号频谱图像的RGB三原色数据矩阵、提取被选中的信号的波形、提取用户选中的信号的频谱波形图像的参数、定义异常信号判断准则、异常信号检测告警参数记录等步骤。本发明打破了现有异常信号检测方法只是单一基于概率论与数理统计理论的局限，将数字图像处理理论引入异常信号检测领域，进一步丰富了异常信号检测理论，解决了现有异常信号检测方法只能单一平台部署应用的缺陷，且方法结构简单合理，对原有监测系统改动较小，与其他平台具有很好的兼容性，可跨平台、跨系统向各类监测设备进行部署应用，具有很好的推广性。

主权项

1.一种基于图像处理的异常信号频谱参数检测方法，其特征在于，包括下列步骤：A.截取待检测信号频谱图像对于计算机中各类无线电信号监测系统显示的信号频谱图像，利用全局钩子HOOK技术，对信号频谱图像的屏幕窗体句柄进行捕获，获得被捕获窗体的所有信息，利用GID和DirectX获取被捕获窗体的信号频谱图像，并将截取的信号频谱图像保存到计算机内存块或bitmap文件里，待下一步计算处理；B.获取信号频谱图像的RGB三原色数据矩阵对已获取的信号频谱图像，按照像素点组成，对信号频谱图像进行逐行、逐列扫描和采样，利用RGB三原色模型，获取信号频谱图像的每个像素点的RGB三原色强度数值，数值范围为0～255，形成信号频谱图像的RGB三原色数据矩阵；设：一幅信号频谱图像按照像素点被采样后，产生的数字图像的像素点有M行和N列，每一个像素点颜色的RGB三原色强度数值用ri,j,gi,j,bi,j表示，则步骤A截取的信号频谱图像的RGB三原色数据矩阵D表示如下：式中：D是M×N矩阵；C.根据用户从截取的信号频谱图像中选中的波形的颜色，提取被选中的信号的波形设：在步骤A截取的信号频谱图像中，用户选中的信号的波形图像颜色RGB三原色强度数值为r，g，b；则：信号频谱图像的每个像素点RGB三原色强度ri,j,gi,j,bi,j与用户所选的RGB三原色强度r，g，b的欧式距离di,j表示如下：di,j＝||(ri,j‑ru)2+(gi,j‑gu)2+(bi,j‑bu)2||2式中：i∈[1,M]，j∈[1,N]；然后，根据用户输入或者专家经验法确定的欧式距离判断门限△，对步骤A截取的信号频谱图像的RGB三原色数据矩阵D的每个ri,j,gi,j,bi,j数值进行对比计算，得到每个点的欧式距离di,j，同时做如下操作：当di,j≤△时，判断该像素点是用户选中的信号波形所在的像素点，保留该像素点；当di,j>△时，判断该像素点不是用户选中的信号波形所在的像素点，删除该像素点；经过以上处理，保留下来的像素点形成的图像就是用户选中的信号波形图像；D.提取用户选中的信号的频谱波形图像的参数步骤C中提取的用户选中的信号的波形图像的每个像素点在水平方向和垂直方向上线性分布的，根据用户提供的步骤A截取信号频谱图像中信号的起始频率、终止频率、场强最大值、场强最小值，按照平均等距离离散操作，获得步骤C中提取的信号频谱波形图像中每个点的频率和场强的具体数值；E.定义异常信号判断准则将异常信号分为超电平异常信号、超带宽异常信号和移频异常信号，判断方法准则如下：超电平异常：待检测信号频率位于正常信号频率抖动范围之内，但待检测信号场强超过正常信号规定的场强范围，则判断为超电平异常信号；超带宽异常信号：待检测信号频率位于正常信号频率抖动范围之类，但待检测信号发射带宽超过正常信号规定的带宽范围，则判断为超带宽异常信号；移频异常信号：待检测信号频率位于正常信号的带宽范围内，但待检测信号发射频率超出正常信号规定的频率抖动量范围，判断为移频异常信号；F.异常信号检测、告警、参数记录根据用户选择的步骤E中的异常信号判断准则，比较不同时间步骤D所提取的用户选中的信号波形图像的参数，如果出现异常，则进行报警提示，并记录异常信号的频率、场强、出现时间和3dB带宽等参数；①超电平异常信号检测告警当步骤D获取信号波形的频率位于正常信号频率抖动量范围之内，但信号场强超过正常信号规定的场强范围，则计算机给出报警声，提示用户出现超电平异常信号，同时计算机保存异常信号的频率、场强、出现时间、3dB带宽及步骤A截取的信号频谱图像；②超带宽异常信号当步骤D获取信号波形的频率位于正常信号频率抖动量范围之内，但信号发射带宽超过正常信号规定的带宽范围，则计算机给出报警声，提示用户出现超带宽异常信号，同时计算机保存异常信号的频率、场强、出现时间、3dB带宽及步骤A截取的信号频谱图像；③超带宽异常信号当步骤D获取信号波形的频率位于正常信号频点带宽范围内，但信号发射频率超出正常信号规定的频率抖动量范围，则计算机给出报警声，提示用户出现移频异常信号，同时计算机保存异常信号的频率、场强、出现时间、3dB带宽及步骤A截取信号频谱图像。