[发明专利]基于逻辑运算消除魏格纳分布交叉项的信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，具体涉及一种消除魏格纳分布交叉项的信 号处理方法。

背景技术

魏格纳(Wigner)分布是分析非平稳和时变信号的一种有效手段，因其时 间-带宽积达到了海森伯(Heisenberg)不确定性原理给出的下界，所以具有很 高的分辨率、能量集中性和满足时频边缘等特性，但是魏格纳分布是一种二次 型变换，其变换不可避免的具有交叉项，而且当信号项变多时，交叉项会严重 到无法区分信号项和交叉项。因而，人们提出了很多去掉交叉项的方法，例如 伪魏格纳分布、平滑魏格纳分布、平滑伪魏格纳分布、乔伊-威廉斯 (Choi-Williams)分布等等。这些变换都是从核函数的设计出发来减小交叉项 的，它们均为科恩(Cohen)类时频分布，其它还有线性时频分布、仿射类双 线性时频分布、重排类双线性时频分布、自适应核函数类时频分布，以及参数 化时频分布等，这些分布各具千秋，但基本上是在自项成分保留与交叉项成分 抑制方面取得某种折衷，并且窗函数设计麻烦，运算量较大，有时需要数倍的 运算量，消除交叉项后得到的结果精度不高。

而不含交叉项的时频分析方法就要数线性时频分布了，其中谱图时频分析 方法应用较广，它是基于短时傅立叶变换的方法，它的定义是短时傅里叶变换 模的平方，而短时傅立叶变换是一种线性变换，因此对于多分量信号来说，它 不具有交叉项。但由不确定原理可知，短时傅立叶变换的时间分辨率和频率分 辨率不可能同时变小，它们时宽-带宽积存在一个下限，这使得短时傅里叶变换 的时频聚集性就受到了限制。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出了一种基于逻辑运算消除魏格 纳分布交叉项的信号处理方法，使其立足于基于数据处理角度的逻辑处理分析， 更好地实现了交叉项的消除和有用信息的保留，获得了良好的交叉项消除效果。

本发明的目的是这样实现的：基于逻辑运算消除魏格纳分布交叉项的信号 处理方法，包括如下步骤：

1)接收原始信号数据并进行预处理，获得原始信号数据的初始矩阵；

2)对步骤1)所得的初始矩阵进行魏格纳分布处理，得到原始信号所对应 的魏格纳分布数据矩阵；

3)对步骤2)所得的魏格纳分布数据矩阵进行自适应阈值降维处理；

4)对步骤1)所得的初始矩阵进行谱图时频分析，得到谱图对应的数据矩 阵；

5)对步骤4)所得的谱图对应的数据矩阵进行自适应阈值降维处理；

6)对步骤3)和步骤5)所得的经过降维处理的矩阵进行逻辑运算，获得 消除魏格纳分布交叉项的信号数据。

进一步，所述步骤1)中，采用最优莫奈特小波消噪方法，对原始信号进 行连续小波变换处理，实现小波消噪，得到消噪后的初始矩阵X₀；

进一步，所述步骤2)中的魏格纳分布处理，是指以初始矩阵X₀为函数， 对其进行如下的变换：

Wx(t,ω)=12π∫x*(t-12τ)x(t+12τ)e-jτωdτ;]]>