[发明专利]一种基于小波分形组合的爆破振动信号特征提取方法

说明书

技术领域

本发明爆破振动信号特征的提取方法，具体涉及一种基于小波分形组合的爆破振动 信号特征提取方法。

背景技术

目前，工程爆破引起的爆破振动效应是爆破公害中最重要的研究课题之一，通过爆 破振动信号分析，准确提取爆破振动特征是进行爆破振动效应分析及爆破振动危害控制 的基础。

由于爆破振动信号属于典型的短时非平稳随机过程，建立在平稳过程上传统的 Fourier变换等方法已无法反应其本质特征，对于爆破振动信号的时频局部化特征也不 能进行精细化刻画。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可以对爆破振动信号 特征进行高精度刻画的基于小波分形组合的爆破振动信号特征提取方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种基于小波分形组合的爆破振动信号特征 提取方法，是这样提取爆破振动信号特征：首先，给出爆破振动信号小波分形阈值去噪 方法，采用适宜于爆破振动信号特征分析的小波基进行多尺度分解，对高频系数进行阈 值量化后进行重构，得到不同分解尺度条件下的去噪结果；基于爆破振动信号分形盒维 数计算模型，确定矩形盒尺寸、k值，计算不同分解尺度条件下去噪后爆破振动时程曲 线的分形维数值，根据盒维数最小时对应的分解尺度确定为最佳的小波分解尺度进行爆 破振动信号的小波阈值去噪；然后，通过爆破振动信号小波系数的相似性及自相似性验 证爆破振动信号的分形特性；通过爆破振动信号分形维数随频率变化规律，将分形维数 作为爆破振动信号的特征参量。

具体来说，本发明的一种基于小波分形组合的爆破振动信号特征提取方法，包括以 下步骤：

(a)建立分形维数计算模型，确定爆破振动信号分形维数

①设振动时程曲线S∈R²，将曲线覆盖的整个平面R×R划分为尽可能小的网格 (δ₁×δ₂)，该网格也称为矩形盒，采用基本步长为k(δ₁×δ₂)的矩形覆盖待分析的信号， 统计对应尺度下有效覆盖网格数N_kδ，设所有与S相交的网格数为则振动分形维 数计算公式为：

Dδ1×δ2=lim‾δ1→0δ2→0logNkδi-logkδi]]>(i＝1或2)    (1)

其中：k＝1，2，3L表示网格的放大倍数，