[发明专利]基于小波变换系数最大值的信号频率分量测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号频率分量测量方法，特别是涉及一种基于小波变换系数最大值的信号频率分量测量方法。

背景技术

随着近年来数字电路和信息处理技术的发展，人们不仅需要知道信号包含的各种频率分量，而且需要知道这些频率分量发生的时刻。小波变换能够将信号变换成系数矩阵，系数的大小反映了信号频率分量的大小，系数在矩阵中的位置对应了频率分量在时间/频率域中的位置。这种系数矩阵能够被方便地转换成为图像的像素矩阵加以显示，其像素的等高线或颜色的深度反映了频率分量的大小，像素在图像中的几何位置表达了频率分量在时间/频率域中的位置，因此得到了广泛的应用。

这种信号在时间/频率域的小波变换系数矩阵的图像表述法具有全面，直观的优点，但是也有如下不足：

1、当被测试的信号包含的频率分量的幅度差异较大的时候，弱小频率分量与强势频率分量在一个图像中同时显示，势必造成弱小频率分量由于其幅度与整个信号频率分量的幅度范围相比，所占的比例太小而难以识别。

2、由于小波变换的自动分辨率调整机能，使得频率分量在时间/频率域的高频端频率分辨率逐步下降，频带逐步变宽。因为小波变换将频带内所有的频率分量作平均处理，因此无法精确识别具有峰值的频率分量。

发明内容

本发明的目的在于克服在先技术的不足而提出的一种精确识别时间/频率域中主导频率分量的方法。这种方法通过对某一时刻的小波变换系数寻找最大值的方法来确定该时刻据主导地位的频率分量，从而达到精确识别主导频率分量的效果。该方法包括下列步骤：首先，记录被分析的信号波形，然后对信号小波变换获得小波变换系数矩阵，然后根据矩阵找出每一时刻具有最大值的频率分量即主导频率，从而获得信号的主导频率随时间变换的曲线。

本发明方法可以采用以下技术方案来实现：

首先记录被测量分析的信号波形，这些波形可以来自电子仪器和设备，通过测量仪器加以记录；也可以由计算机辅助设计软件产生。

然后，对信号作小波变换。本领域的技术人员都知道，小波变换可以是连续小波变换和离散小波变换，其中连续小波变换可以对频率作连续变换，适合用于信号的频率分量的测量和分析。连续小波变换的定义是：

S(a,τ)=1a∫s(t)ψ*(t-τa)dt---(1)]]>

式中

a为尺度因子

τ为平移因子

为依赖于参数a，τ的小波母函数。

*为取共轭

f(t)为被变换的时域信号

S(a，τ)为变换后的小波变换系数矩阵。

紧接着，对小波变换系数矩阵中的各个不同时刻沿频率轴即尺度因子方向寻找最大值