[发明专利]基于微多普勒效应的微动目标特征提取方法

权利要求书

1.一种基于微多普勒效应的微动目标特征提取方法，其特征在于该方法主要包括以下阶段和步骤：

     阶段1：

    （1）将原始振动目标微多普勒数据                                                进行降采样的EMD分解；

    （2）对得的多组IMF进行整体平均，得到供阶段2处理的IMF；

     阶段2：

     （1）将阶段1得到的IMF分别进行Hilbert变换，求得相应的Hilbert时频谱；

    （2）对时频谱估算微动目标的平动速度、微动幅值、微动频率等特征参数；

    （3）将阶段1中的IMF进行传统时频变换（STFT、WVD、SPWVD等），得到时频分布；

    （4）将相应时频分布图进行峰值谱图估计；

    （5）对峰图谱值估计图进行微动目标的平动速度、微动幅值、微动频率等特征参数，作为（2）的参数估计补充。

2.根据权利要求1所述的基于微多普勒效应的微动目标特征提取方法，其中降采样EMD算法其特征在于如下步骤：

     （1） 降采样：对原始信号数据进行等间隔的降采样，可以得到组具有较低采样率的数据；

     （2） 加噪声：分别为每组较低采样率的数据添加一定强度的高斯白噪声，且添加的白噪声互不相同；

   （3） EMD分解：对（2）中得到的添加有白噪声的个序列分别进行EMD分解，进而得到相应的IMF分量；

     （4） 求和平均：根据（3）EMD分解后的多组IMF，进行相应的求和，并得其平均值，计算结果作为原始信号的IMF分量，公式如下所示：

                       。

3.根据权利要求1所述的基于微多普勒效应的微动目标特征提取方法，其中所述的峰图谱值估计算法其特征在于如下描述：

谱图峰值估计法就是利用瞬时频率能代表谱图峰值位置的特点，进行的目标瞬时频率提取，谱图峰值估计的公式如下所示：

式中，为传统时频分析得到的时频变换数据，为矩阵；

于是，可以得到微多普勒频率的表达式如下：

    其中表示目标平动的多普勒频移，可以得到一个的微多普勒频率矩阵表示，假设微多普勒信号的时长为，于是对于时刻的微多普勒频率，可以根据对微多普勒频率矩阵求（取整）值，进而读取相应列的值就可以得到相应的微多普勒频率；

具体步骤如下：

    （1）根据时频分布矩阵，提取时刻的对应取得最大值时的纵坐标值，得到的纵坐标值就是微多普勒频率值；                                                  

   （2）提取所有时刻点的微多普勒频率，并存入的频率矩阵；

（3）提取振动目标的振动周期，根据微多普勒频率振动曲线，提取连续出现的最大峰值点，并得到相应时间间隔，即为振动周期；

（4）如果振动目标值存在相应的微小振动时，这时微多普勒频率的最大和最小值绝对值相等，符号相反，如果振动目标不仅存在微小振动，还存在体运动时，微多普勒频率的最大最小值不再大小相等，符号相反，而是在进行相应的上移或下移，其中它的移动量即为振动目标的体平移速度，因此我们有，,其振动目标的体平移速度为：

          。