[发明专利]一种基于倍频分析的信号处理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号处理方法及系统，尤其涉及一种基于倍频分析的信号处理方法及系统。

背景技术

在实际生活或工程上，随机信号无处不在，为了对信号进行研究，信号最好具有某种平稳的特性，即平稳随机信号；不过严格说来，平稳的随机信号基本不存在, 但实际中, 由于它的非平稳变化不太快, 在一小段时间内可以看成是平稳的，即宽平稳的随机信号，这样就可以借助一些数学手段来处理。

生理信号大多都可以看成宽平稳的随机信号，比如心率、脉率等，这些信号在短时间内信号特征基本不变，但是由于其信号大多比较微弱，在实际中，往往会被某些可预知的和不可预知的干扰淹没，这些干扰的存在就使得对信号的周期检测有一定难度。在这种情况下，需要对信号做一些处理，目前有人利用分组滤波来减少某些干扰对包络信号的影响，起到一定的作用，但是无论如何滤波，总会有些干扰在有效频带内，不能去除，这样就使得信号周期不易求得。

 

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种基于倍频分析的信号处理方法和系统，克服现有技术中进行信号处理时，由于信号干扰导致不易获得准确的信号周期的技术问题。

本发明的技术方案是：提供一种基于倍频分析的信号处理方法，包括如下步骤：

采集信号：对需要处理的信号x（t）进行数据采集；

自相关处理：对采集的信号x（t）进行自相关处理：                                                ，得到自相关结果序列；

包络分析：对所述自相关结果序列进行包络分析得到信号x（t）的主峰序列；

倍频分析：对获取的信号x（t）主峰序列进行倍频分析；

确定信号周期：根据信号x（t）的倍频分析结果确定信号x（t）的周期。

本发明的进一步技术方案是：所述倍频分析步骤中还包括判断信号质量，即：根据信号x（t）与倍频关系的符合程度确定信号x（t）的质量。

本发明的进一步技术方案是：在包络分析步骤中，包括如下步骤：

确定参考周期：确定的信号x（t）的参考周期R；

获取极值点：获取自相关结果序列的极值点，得到离散数组D；

获取包络序列：将离散数组D中自相关结果序列的所述主要极值点以直线连接，若相邻的两点距离大于所述参考周期R，则放弃连接，否则执行连接，连接完成后得到一个包络数组E，即包络序列。 

得到信号的主峰序列：重复步骤获取极值点和步骤处理离散数组D直到极值点数目不变，此时，剩余的极值点组成信号x（t）的主峰序列。

本发明的进一步技术方案是：在自相关处理步骤中，包括对采集的信号x（t）进行去噪、排序、滤波的预处理。

本发明的进一步技术方案是：在倍频分析步骤中，极值点数目等于1时，则倍频关系成立，基频主峰所在的位置即为信号x（t）对应的周期；极值点数目大于1时，将第N主峰F_N的横坐标M_N除以N，取其商与基频主峰之间距离的绝对值为En，若En在误差允许的范围内，则倍频关系成立，基频主峰所在的位置即为信号x（t）对应的周期。

本发明的进一步技术方案是：所述信号x（t）不符合倍频关系时，通过上次周期参数来确定本次周期。

本发明的进一步技术方案是：在进行信号x（t）的质量判断时，取上述误差E₂、E₃…E_N中的最小误差E_min和最大误差E_max，如果最大误差E_max在允许误差范围内，则信号质量较好；如果最小误差E_min在允许范围内，则信号质量中；如果最小误差E_min不在允许误差范围内，则信号质量较差。