基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法及系統(tǒng)，該方法包括：設(shè)定搜索范圍為[1,M]及初始搜索位置i為1；在搜索范圍中選取待延拓信號(hào)s(n1)，并對(duì)其進(jìn)行時(shí)頻變換，其中，時(shí)頻變換列數(shù)為L(zhǎng)；選取待延拓信號(hào)s(n2)，并s(n2)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)sy；將sy和s2(n2)對(duì)接，以進(jìn)行信號(hào)延拓，得到延拓后的信號(hào)sp；對(duì)sp進(jìn)行時(shí)頻變換，并計(jì)算時(shí)頻變換系數(shù)的第L?1列的方差；重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至得到搜索范圍內(nèi)每個(gè)搜索位置對(duì)應(yīng)的方差；比較所有搜索位置對(duì)應(yīng)的方差，并查找最大方差對(duì)應(yīng)的搜索位置，并將該搜索位置對(duì)應(yīng)的延拓作為最終的信號(hào)延拓。本發(fā)明能有效抑制端點(diǎn)效應(yīng)及提高信號(hào)的頻率分辨率。
【專利說(shuō)明】
基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一維信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信 號(hào)延拓方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在進(jìn)行一維信號(hào)處理分析過(guò)程中，一般會(huì)遇到兩類問(wèn)題，即：端點(diǎn)效應(yīng)問(wèn)題和信號(hào) 取樣時(shí)間長(zhǎng)度不足，信號(hào)頻率分辨率不夠的問(wèn)題。為此，相關(guān)技術(shù)提出多種信號(hào)延拓方法， 比如，信號(hào)序列偶延拓、信號(hào)序列鏡像延拓、信號(hào)序列周期延拓等直接延拓方法，以及基于 時(shí)間序列延拓和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)延拓等方法。信號(hào)延拓的關(guān)鍵在于使信號(hào)在恰當(dāng)點(diǎn)處， 進(jìn)行周期性延拓，而以上方法都沒(méi)有涉及到延拓點(diǎn)的選取(特別是當(dāng)信號(hào)中混有白噪聲時(shí)， 延拓點(diǎn)選取將變得更為重要），且使周期性延拓的實(shí)現(xiàn)具備隨機(jī)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0004] 為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方 法，該方法能有效抑制端點(diǎn)效應(yīng)及提高信號(hào)的頻率分辨率。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實(shí)施例提出了一種基于時(shí)頻系數(shù)方差最小 化的信號(hào)延拓方法，包括以下步驟:S1:設(shè)定搜索范圍為[1，M]及初始搜索位置i為1，其中， 所述M小于或等于信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)N;S2:在所述搜索范圍中選取待延拓信號(hào)s(m)，（m = i、i+ 1、i+2、…、N)，并對(duì)所述待延拓信號(hào)s(m)進(jìn)行時(shí)頻變換，其中，所述時(shí)頻變換列數(shù)為L(zhǎng); S3: 在所述搜索范圍中選取待延拓信號(hào)8(112)，（112 = 1 + 1、1+2、1+3、一、1'〇，并對(duì)所述待延拓信號(hào)8 (n2)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)sy;S4:將所述延拓信號(hào)s y和所述待延拓信號(hào)s2(n2)對(duì)接，以 進(jìn)行信號(hào)延拓，得到延拓后的信號(hào)s P; S5:對(duì)所述延拓后的信號(hào)sP進(jìn)行時(shí)頻變換，并計(jì)算時(shí)頻 變換系數(shù)的第L-1列的方差;S6:重復(fù)執(zhí)行所述步驟S2至所述步驟S5，直至得到所述搜索范 圍內(nèi)每個(gè)搜索位置對(duì)應(yīng)的方差；以及S7:比較得到的所有搜索位置對(duì)應(yīng)的方差，并查找最大 方差對(duì)應(yīng)的搜索位置，并將該搜索位置對(duì)應(yīng)的延拓作為最終的信號(hào)延拓。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法，基于時(shí)頻變換， 以固定列的時(shí)頻系數(shù)的方法追蹤最佳延拓點(diǎn)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的周期性延拓，來(lái)實(shí)現(xiàn)信 號(hào)延拓。該方法穩(wěn)定性好，能有效抑制端點(diǎn)效應(yīng)，并通過(guò)增加有效信號(hào)長(zhǎng)度，提高信號(hào)的頻 率分辨率。
[0008] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法還可以 具有如下附加的技術(shù)特征：
[0009] 在一些示例中，所述時(shí)頻變換為Gabor變換或連續(xù)小波變換。
[0010] 在一些示例中，在所述S3中，對(duì)所述待延拓信號(hào)S(n2)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，包括:對(duì)所述待延 拓信號(hào)s(n 2)進(jìn)行左右翻轉(zhuǎn)后，再進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)sy。
[0011] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面的實(shí)施例還提出了一種基于時(shí)頻系數(shù)方差最 小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)，包括:設(shè)定模塊，所述設(shè)定模塊用于設(shè)定搜索范圍為[1，M]及初始搜 索位置i為1，其中，所述M小于或等于信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)N;變換模塊，所述變換模塊用于在所述 搜索范圍中選取待延拓信號(hào)8(111)，（111 = ；[、1 + 1、1+2、一、1'0，并對(duì)所述待延拓信號(hào)8(111)進(jìn)行 時(shí)頻變換，其中，所述時(shí)頻變換列數(shù)為L(zhǎng);翻轉(zhuǎn)模塊，所述翻轉(zhuǎn)模塊用于在所述搜索范圍中選 取待延拓信號(hào)8(112)，（112=1 + 1、1 + 2、1+3、一、1'0，并對(duì)所述待延拓信號(hào)8(112)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以得 到延拓信號(hào)sy;延拓模塊，所述延拓模塊用于將所述延拓信號(hào)s y和所述待延拓信號(hào)S2(n2)對(duì) 接，以進(jìn)行信號(hào)延拓，得到延拓后的信號(hào)S P;計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊用于對(duì)所述延拓后的 信號(hào)Sp進(jìn)行時(shí)頻變換，并計(jì)算時(shí)頻變換系數(shù)的第L-1列的方差；比較模塊，所述比較模塊用 于在所述計(jì)算模塊得到所述搜索范圍內(nèi)每個(gè)搜索位置對(duì)應(yīng)的方差之后，比較得到的所有搜 索位置對(duì)應(yīng)的方差，并查找最大方差對(duì)應(yīng)的搜索位置，并將該搜索位置對(duì)應(yīng)的延拓作為最 終的信號(hào)延拓。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)，基于時(shí)頻變換， 以固定列的時(shí)頻系數(shù)的方法追蹤最佳延拓點(diǎn)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的周期性延拓，來(lái)實(shí)現(xiàn)信 號(hào)延拓。該系統(tǒng)穩(wěn)定性好，能有效抑制端點(diǎn)效應(yīng)，并通過(guò)增加有效信號(hào)長(zhǎng)度，提高信號(hào)的頻 率分辨率。
[0013] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)還可以 具有如下附加的技術(shù)特征：
[0014] 在一些示例中，所述時(shí)頻變換為Gabor變換或連續(xù)小波變換。
[0015] 在一些示例中，所述翻轉(zhuǎn)模塊用于：對(duì)所述待延拓信號(hào)s(n2)進(jìn)行左右翻轉(zhuǎn)后，再 進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)s y。
[0016] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得 明顯和容易理解，其中：
[0018] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法的流程圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法的整體流程 圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中信號(hào)的時(shí)域波形圖；
[0021] 圖4是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中信號(hào)S1(t)在不同搜索位置i下對(duì)應(yīng)的方差示意 圖；
[0022] 圖5是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中信號(hào)S1(t)延拓后截取相應(yīng)長(zhǎng)度的Gabor變換時(shí)頻 平面示意圖；
[0023] 圖6是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中信號(hào)S1(t)延拓前信號(hào)的Gabor變換時(shí)頻平面；
[0024] 圖7是本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例中信號(hào)s2(t)的FFT譜圖；
[0025]圖8是本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例中信號(hào)s2(t)延拓處理后的FFT譜圖；以及
[0026]圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0028] 以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方 法及系統(tǒng)。
[0029] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法的流程 圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法的整體流程 圖。如圖1所示，并結(jié)合圖2，該方法包括以下步驟：
[0030] 步驟S1:設(shè)定搜索范圍為[1，M]及初始搜索位置i為1，其中，M小于或等于信號(hào)采樣 點(diǎn)數(shù)N。
[0031] 步驟S2:在搜索范圍中選取待延拓信號(hào)8(111)，（11 1 = 1、1+1、1+2、~、《，并對(duì)待延拓 信號(hào)s(m)進(jìn)行時(shí)頻變換，其中，時(shí)頻變換列數(shù)為L(zhǎng)。其中，時(shí)頻變換的方式例如為Gabor變換 或連續(xù)小波變換。
[0032] 步驟S3:在搜索范圍中選取待延拓信號(hào)8(112)，（11 2 = 1+1、1+2、1+3、~川），并對(duì)待延 拓信號(hào)s(n2)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)sy。具體地，對(duì)待延拓信號(hào)s(n2)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，包括:對(duì) 待延拓信號(hào)s(n2)進(jìn)行左右翻轉(zhuǎn)后，再進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)sy。
[0033] 步驟S4:將延拓信號(hào)sy和待延拓信號(hào)s2(n2)對(duì)接，以進(jìn)行信號(hào)延拓，得到延拓后的 信號(hào)sP。
[0034]步驟S5:對(duì)延拓后的信號(hào)&進(jìn)行時(shí)頻變換，并計(jì)算時(shí)頻變換系數(shù)的第L-1列的方差 D。其中，時(shí)頻變換的方式例如為Gabor變換或連續(xù)小波變換。
[0035] 步驟S6:重復(fù)執(zhí)行步驟S2至步驟S5，直至i =M，也即，直至得到搜索范圍內(nèi)每個(gè)搜 索位置對(duì)應(yīng)的方差，。
[0036] 步驟S7:比較得到的所有搜索位置對(duì)應(yīng)的方差，并查找最大方差對(duì)應(yīng)的搜索位置 i，并將該搜索位置i對(duì)應(yīng)的延拓作為最終的信號(hào)延拓。
[0037] 為了便于更好地理解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖，以具體的實(shí)施例1和實(shí)施例2來(lái)詳細(xì) 描述本發(fā)明上述實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法。
[0038] 實(shí)施例1
[0039]在本實(shí)施例中，以S1(t)為示例信號(hào)，信號(hào)S1(t)包括100Hz和200Hz兩個(gè)頻率，其采 樣頻率為2KHz，則信號(hào)S1 (t)表示為：
[0041] 其中，加上強(qiáng)度為0.1的白噪聲信號(hào)，則信號(hào)81(〇時(shí)間域的波形圖例如圖3所示。
[0042] 基于此，在本實(shí)施例中，該基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法包括以下步 驟：
[0043] 步驟1:設(shè)定搜索范圍為[1，M]，M為210,即搜索范圍為[1，210]。
[0044] 步驟2:設(shè)定搜索位置i = l。
[0045] 步驟3:選取信號(hào)si(m)，（m = l、2、3、…、N，N為信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)），對(duì)si(m)進(jìn)行Gabor 變換(其它時(shí)頻變換亦可，例如連續(xù)小波變換），并記錄Gabor變換列數(shù)為L(zhǎng) = 64。
[0046] 步驟4:選取信號(hào)82(112)，（112 = 2、3、4、~、1^為信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)），對(duì)信號(hào)82(112)先進(jìn) 行左右翻轉(zhuǎn)，再進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)s y。
[0047] 步驟5:將延拓信號(hào)sy和信號(hào)幻仏:^"如二^^^川小為^^為信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)彡進(jìn)行 對(duì)接，進(jìn)行延拓，得到延拓后信號(hào)sP(nP)。
[0048]步驟6:對(duì)延拓后的信號(hào)進(jìn)行Gabor變換，計(jì)算Gabor變換系數(shù)的第63列的方差D。
[0049] 步驟7:返回到步驟3,并重復(fù)執(zhí)行后續(xù)步驟3至步驟6,直到i=M，也即得到搜索范 圍[1，210]內(nèi)每個(gè)搜索位置i對(duì)應(yīng)的方差。
[0050] 步驟8:比較得到不同i值下的方差，例如圖4所示，并找到最大方差對(duì)應(yīng)的i。值為 201，則此值下的延拓即為最終的信號(hào)延拓。
[0051 ]作為具體示例，圖5展示了延拓后截取相應(yīng)長(zhǎng)度的Gabor變換時(shí)頻平面。圖6展示了 延拓前信號(hào)的Gabor變換時(shí)頻平面。如圖中矩形框部分所示，對(duì)比兩圖可發(fā)現(xiàn)，延拓后成功 抑制了端點(diǎn)效應(yīng)，也即本發(fā)明的方法能夠通過(guò)對(duì)時(shí)間-頻率進(jìn)行分析，從而消除端點(diǎn)效應(yīng)。 [0052] 實(shí)施例2
[0053]在本實(shí)施例中，以s2(t)為示例信號(hào)，信號(hào)s2(t)包括400Hz和401Hz兩個(gè)頻率，其采 樣頻率為2KHz，則信號(hào)s2 (t)表示為：
[0055] 基于此，在本實(shí)施例中，該基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法包括以下步 驟：
[0056] 步驟10:設(shè)定搜索范圍為[1，M]，M為210,即搜索范圍為[1，210]。
[0057]步驟20:設(shè)定搜索位置i = l。
[0058] 步驟30:取信號(hào)81(111)，（111 = 1、2、3、~川小為信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)），對(duì)81(111)進(jìn)行6&13(^ 變換(其它時(shí)頻變換亦可，例如連續(xù)小波變換），并記錄Gabor變換列數(shù)為L(zhǎng) = 64。
[0059] 步驟40:選取信號(hào)82(112)，（112 = 2、3、4、~、1^為信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)），對(duì)信號(hào)82(112)先進(jìn) 行左右翻轉(zhuǎn)，再進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)s y。
[0060] 步驟50:將延拓信號(hào)sy和信號(hào)^(^^(如二^^^^小為信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)彡進(jìn)行對(duì) 接，進(jìn)行延拓，得到延拓后信號(hào)s P(nP)。
[0061] 步驟60:對(duì)延拓后的信號(hào)進(jìn)行Gabor變換，計(jì)算Gabor變換系數(shù)的第63列的方差D。
[0062] 步驟70:返回到步驟30，并重復(fù)執(zhí)行后續(xù)步驟30至步驟60，直到i =M，也即得到搜 索范圍[1，210]內(nèi)每個(gè)搜索位置i對(duì)應(yīng)的方差。
[0063]步驟80:比較得到不同i值下的方差，例如圖4所示，并找到最大方差對(duì)應(yīng)的i。值為 201，則此值下的延拓即為最終的信號(hào)延拓。
[0064] 作為具體示例，圖7展示了信號(hào)s2(t)的FFT譜圖，圖8展示了延拓處理后的FFT譜 圖。由圖7中不能看出信號(hào)包含了兩個(gè)頻率成分，但在圖8中可以清楚觀察到兩個(gè)峰值，即存 在兩個(gè)頻率的成分。正是因?yàn)橥ㄟ^(guò)延拓，增加了信號(hào)的頻率分辨率，所以信號(hào)的兩個(gè)成分被 分開(kāi)，在FFT譜上形成兩個(gè)峰值。對(duì)比圖7和圖8還可以觀察到，在圖7中由于在t G [0，0. 1 ]信 號(hào)為0,在FFT譜圖中，在主峰周圍會(huì)有旁瓣出現(xiàn)，如箭頭所示，這就是虛假頻率信號(hào)成分。而 在圖8中就不存在這類成分，所以該延拓方法可以在一定程度上一直此類虛假頻率成分的 出現(xiàn)。
[0065] 綜上，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法，基于時(shí)頻 變換，以固定列的時(shí)頻系數(shù)的方法追蹤最佳延拓點(diǎn)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的周期性延拓，來(lái)實(shí) 現(xiàn)信號(hào)延拓。該方法穩(wěn)定性好，能有效抑制端點(diǎn)效應(yīng)，并通過(guò)增加有效信號(hào)長(zhǎng)度，提高信號(hào) 的頻率分辨率。
[0066] 本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例還提供了一種基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)。
[0067] 圖9是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 框圖。如圖9所示，該系統(tǒng)100包括:設(shè)定模塊110、變換模塊120、翻轉(zhuǎn)模塊130、延拓模塊140、 計(jì)算模塊150和比較模塊160。
[0068] 其中，設(shè)定模塊110用于設(shè)定搜索范圍為[1，M]及初始搜索位置i為1，其中，M小于 或等于信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)N。
[0069]變換模塊120用于在搜索范圍中選取待延拓信號(hào)8(111)，（111 = 1、1+1、1+2、~、《，并 對(duì)待延拓信號(hào)s(m)進(jìn)行時(shí)頻變換，其中，時(shí)頻變換列數(shù)為L(zhǎng)。其中，時(shí)頻變換的方式例如為 Gabor變換或連續(xù)小波變換。
[0070] 翻轉(zhuǎn)模塊130用于在搜索范圍中選取待延拓信號(hào)s(n2)，（n2 = i+l、i+2、i+3、~、N)， 并對(duì)待延拓信號(hào)s(n2)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)sy。具體地，例如，翻轉(zhuǎn)模塊130用于對(duì)待延 拓信號(hào)s(n 2)進(jìn)行左右翻轉(zhuǎn)后，再進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)sy。
[0071] 延拓模塊140用于將延拓信號(hào)sy和待延拓信號(hào)s2(n2)對(duì)接，以進(jìn)行信號(hào)延拓，得到 延拓后的信號(hào)s P。
[0072] 計(jì)算模塊150用于對(duì)延拓后的信號(hào)sP進(jìn)行時(shí)頻變換，并計(jì)算時(shí)頻變換系數(shù)的第L-1 列的方差。其中，時(shí)頻變換的方式例如為Gabor變換或連續(xù)小波變換。
[0073] 比較模塊160用于在計(jì)算模塊150得到搜索范圍內(nèi)每個(gè)搜索位置對(duì)應(yīng)的方差之后， 比較得到的所有搜索位置對(duì)應(yīng)的方差，并查找最大方差對(duì)應(yīng)的搜索位置，并將該搜索位置 對(duì)應(yīng)的延拓作為最終的信號(hào)延拓。
[0074]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)的具體 實(shí)現(xiàn)方式與本發(fā)明實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法的具體實(shí)現(xiàn)方式類 似，具體請(qǐng)參見(jiàn)方法部分的描述，為了減少冗余，此處不做贅述。
[0075] 綜上，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)，基于時(shí)頻 變換，以固定列的時(shí)頻系數(shù)的方法追蹤最佳延拓點(diǎn)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的周期性延拓，來(lái)實(shí) 現(xiàn)信號(hào)延拓。該系統(tǒng)穩(wěn)定性好，能有效抑制端點(diǎn)效應(yīng)，并通過(guò)增加有效信號(hào)長(zhǎng)度，提高信號(hào) 的頻率分辨率。
[0076] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)"中心"、"縱向"、"橫向"、"長(zhǎng)度"、"寬度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底" "內(nèi)"、"外"、"順時(shí) 針"、"逆時(shí)針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或 位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必 須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0077] 此外，術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，"多個(gè)"的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三 個(gè)等，除非另有明確具體的限定。
[0078] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機(jī)械連 接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi) 部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0079] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0080] 在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不 必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任 一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié) 合和組合。
[0081] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例 性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述 實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法，其特征在于，包括以下步驟： S1:設(shè)定搜索范圍為[1，M]及初始搜索位置i為1，其中，所述Μ小于或等于信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù) Ν； 32:在所述搜索范圍中選取待延拓信號(hào)8(111)，（111 = ;[、1+1、1+2、一、1'〇，并對(duì)所述待延拓 信號(hào)s(m)進(jìn)行時(shí)頻變換，其中，所述時(shí)頻變換列數(shù)為L(zhǎng); 33:在所述搜索范圍中選取待延拓信號(hào)8(112)，（112 = 1+1、1+2、1+3、一、1'〇，并對(duì)所述待延 拓信號(hào)s(n2)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)sy; S4:將所述延拓信號(hào)sy和所述待延拓信號(hào)S2(n2)對(duì)接，以進(jìn)行信號(hào)延拓，得到延拓后的 信號(hào)sP; S5:對(duì)所述延拓后的信號(hào)sP進(jìn)行時(shí)頻變換，并計(jì)算時(shí)頻變換系數(shù)的第L-1列的方差； S6:重復(fù)執(zhí)行所述步驟S2至所述步驟S5,直至得到所述搜索范圍內(nèi)每個(gè)搜索位置對(duì)應(yīng) 的方差；以及 S7:比較得到的所有搜索位置對(duì)應(yīng)的方差，并查找最大方差對(duì)應(yīng)的搜索位置，并將該搜 索位置對(duì)應(yīng)的延拓作為最終的信號(hào)延拓。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法，其特征在于，所述 時(shí)頻變換為Gabor變換或連續(xù)小波變換。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓方法，其特征在于，在所 述S3中，對(duì)所述待延拓信號(hào)s (n2)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，包括： 對(duì)所述待延拓信號(hào)s(n2)進(jìn)行左右翻轉(zhuǎn)后，再進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)sy。4. 一種基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)，其特征在于，包括： 設(shè)定模塊，所述設(shè)定模塊用于設(shè)定搜索范圍為[1，M]及初始搜索位置i為1，其中，所述Μ 小于或等于信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)Ν; 變換模塊，所述變換模塊用于在所述搜索范圍中選取待延拓信號(hào)s(m)，（m = i、i+l、i+ 2、…、N)，并對(duì)所述待延拓信號(hào)s(m)進(jìn)行時(shí)頻變換，其中，所述時(shí)頻變換列數(shù)為L(zhǎng); 翻轉(zhuǎn)模塊，所述翻轉(zhuǎn)模塊用于在所述搜索范圍中選取待延拓信號(hào)S(Π2)，（Π2 = i+1、i+2、 i+3、…、N)，并對(duì)所述待延拓信號(hào)s(n2)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)sy; 延拓模塊，所述延拓模塊用于將所述延拓信號(hào)sy和所述待延拓信號(hào)s2(n2)對(duì)接，以進(jìn)行 ?目號(hào)延拓，得到延拓后的?目號(hào)Sp ; 計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊用于對(duì)所述延拓后的信號(hào)SP進(jìn)行時(shí)頻變換，并計(jì)算時(shí)頻變換系 數(shù)的第L-1列的方差；以及 比較模塊，所述比較模塊用于在所述計(jì)算模塊得到所述搜索范圍內(nèi)每個(gè)搜索位置對(duì)應(yīng) 的方差之后，比較得到的所有搜索位置對(duì)應(yīng)的方差，并查找最大方差對(duì)應(yīng)的搜索位置，并將 該搜索位置對(duì)應(yīng)的延拓作為最終的信號(hào)延拓。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)，其特征在于，所述 時(shí)頻變換為Gabor變換或連續(xù)小波變換。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于時(shí)頻系數(shù)方差最小化的信號(hào)延拓系統(tǒng)，其特征在于，所述 翻轉(zhuǎn)模塊用于： 對(duì)所述待延拓信號(hào)s(n2)進(jìn)行左右翻轉(zhuǎn)后，再進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)，以得到延拓信號(hào)sy。
【文檔編號(hào)】G06F17/14GK106055523SQ201610393578
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】閻紹澤, 劉濤, 趙杰亮, 果曉東
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)