[发明专利]一种一维数据的包络提取方法及系统

权利要求书

1.一种一维数据的包络提取方法，该方法将包络的变化快慢作为包络提取的指标，所述方法包含：

步骤101)用于设置某一长度的尺度参数、包络幅度阈值、最大循环次数和最少极值点数参数的步骤；

步骤102)获取一维数据幅度大于包络幅度阈值的初步极大值点集合，依据最大循环次数或最少极值点数作为循环终止条件并以初步极大值点集合为输入采用若干次循环逐步优化寻找一维数据包络的极大值点；其中，每次循环首先采用极大值定义从上次循环结束输出的极值点集合中进一步选取极大值点，如果进一步选取的极大值点中任意两个极值点之间的横坐标距离大于尺度参数时，则保留该两极值点及横坐标位于该两个极值点间的上次循环输出的若干极值点作为本次循环输出的极大值点，否则仅保留该两个极值点作为本次循环输出的极大值点；所述每次循环均保留初步极大值点集合的两端的端值作为极大值点；

步骤103)用于获取优化的端点极值点的步骤，从而完成一维数据的包络的极大值点的提取；

步骤104)采用三次样条插值法对提取所有的一维数据的包络的极大值点进行插值，连成光滑曲线得到一维数据的包络。

其中，所述尺度参数的单位为一维数据的横坐标的单位；所述某一长度的尺度参数具体长度可调。

2.根据权利要求1所述的一维数据的包络提取方法，其特征在于，所述保留的若干极值点的具体数目受限于设置的间隔参数，即保留的相邻极值点对应的横坐标的间隔大于设置的间隔参数；

其中，所述间隔参数为尺度参数与某个正整数相除的结果。

3.根据权利要求1所述的一维数据的包络提取方法，其特征在于，所述方法还包含：用于对一维数据进行加噪处理的步骤。

4.根据权利要求1所述的一维数据的包络提取方法，其特征在于，所述尺度参数为某一长度的时间参数。

5.根据权利要求4所述的一维数据的包络提取方法，其特征在于，所述步骤103)进一步包含：

分别在两端极值点对应的时刻两端各取两点，并分别延长至待提取的一维数据的时间两端，若在端点上延长线上的点对应幅度值大于待提取的一维数据的起始端或终止端点对应的幅度值时，则取延长线上的幅度值为一维数据包络上的优化的端点极值点，否则取待提取一维数据的端点处的幅度值为一维数据包络上的优化的端点极值点。

6.一种一维数据的包络提取系统，该系统将包络的变化快慢作为包络提取的指标，所述系统包含：

参数设置模块，用于设置尺度参数、包络幅度阈值、最大循环次数和最少极值点数参数；

一维数据包络极值点获取模块，用于获取一维数据幅度大于包络幅度阈值的初步极大值点集合，依据最大循环次数或最少极值点数作为循环终止条件并以初步极大值点集合为输入采用若干次循环逐步优化寻找一维数据包络的极大值点；其中，每次循环首先采用极大值定义从上次循环结束输出的极值点集合中进一步选取极大值点，如果进一步选取的极大值点中任意两个极值点之间的横坐标距离大于尺度参数时，则保留该两极值点及横坐标位于该两个极值点间的上次循环输出的若干极值点作为本次循环输出的极大值点，否则仅保留该两个极值点作为本次循环输出的极大值点；所述每次循环均保留初步极大值点集合的两端的端值作为极大值点；

确定一维数据包络端点的幅度值的模块，用于获取待提取的一维数据包络的起始端和终止端的幅度值；

插值模块，用于基于一维数据包络极值点获取模块输出的极值点及确定一维数据包络端点的幅度值的模块输出的起始端和终止端的幅度值采用三次样条插值法得到光滑一维数据包络。

7.根据权利要求6所述的一维数据包络提取系统，其特征在于，所述保留的若干极值点的具体数目受限于设置的间隔参数，即保留的极值点对应的横坐标的间隔大于设置的间隔参数的极值点；

其中，所述间隔参数为尺度参数与某个正整数相除的结果。

8.根据权利要求6所述的一维数据包络提取系统，其特征在于，所述系统还包含加噪模块，用于对待提取的一维数据进行加噪处理。

9.根据权利要求6所述的一维数据包络提取系统，其特征在于，所述所述尺度参数为某一长度的时间参数。

10.根据权利要求9所述的一维数据包络提取系统，其特征在于，所述确定一维数据包络端点的幅度值的模块分别在一维数据包络极值点获取模块每次循环保留的两端的极值点对应的时刻两端各取两点，并分别延长至待提取的一维数据的时间两端，若在端点上延长线上的点对应的幅度值大于待提取的一维数据的起始端或终止端点对应的幅度值时，则取延长线上的幅度值为一维数据包络上的优化的端点极值点，否则取待提取一维数据的端点处的幅度值为一维数据包络上的优化的端点极值点。