[发明专利]一种基于改进小波包的管道泄漏特征向量提取方法

权利要求书

1.一种基于改进小波包的管道泄漏特征向量提取方法，其特征在于，包括步骤：

A.获取信号；

B.信号进行分段处理；

C.小波包去噪；

D.小波包分解与重构；

E.提取信号特征参数；

F.组成特征向量。

2.如权利要求1所述的一种基于改进小波包的管道泄漏特征向量提取方法，其特征在于，所述步骤A，获取信号，是指通过安装在管道上传感器采集数据并对信号进行放大处理；

所述步骤B，对获取的信号进行分段处理，即从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数，通过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似泄漏的情况发生的第一层决策判断：若有则往下执行步骤C，否者，跳到执行步骤A；

所述步骤C，小波包去噪，即利用改进小波包算法对采集的信号进行去噪；

所述步骤D，小波包分解与重构，即利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构，得到单子带重构信号；

所述步骤E，提取信号特征参数，即从重构的单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数；

所述步骤F，组成特征向量，即利用主成分分析方法，结合实验分析，从上述参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有泄漏发生。

3.如权利要求1、2所述的一种基于改进小波包的管道泄漏特征向量提取算法，其特征是，所述步骤C、D改进小波包算法，包括：

C1.信号延拓，对小波包分解的各层信号进行抛物线延拓；

设信号数据为x(a),x(a+1),x(a+2)，则延拓算子E的表达式为：

x(a-1)=3x(a)-3x(a+1)+x(a+2)x(a+3)=3x(a+2)-3x(a+1)+x(a)---(1)]]>

C2.消去单子带多余频率成分；

将延拓后的信号与分解低通滤波器h₀卷积，得到低频系数，然后经过HF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层的低频系数；将延拓后的信号与分解高通滤波器g₀卷积，得到高频系数，然后经过LF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层高频系数，HF-cut-IF算子如式(2)所示，LF-cut-IF算子如式(3)所示；

在(2)、(3)式中，x(n)为在2^j尺度上小波包的系数，N_j表示在2^j尺度上数据的长度，k＝0，1，…，N_j-1；n＝0，1，…，N_j-1；

C3.单子带信号重构：

将得到的高、低频系数进行上采样，然后分别与高通重建滤波器g₁和低通重建滤波器h₁卷积，将得到的信号分别用HF-cut-IF、LF-cut-IF算子处理，得到单子带重构信号。