[发明专利]一种信号稀疏表示及重构的时频原子字典及信号处理方法

权利要求书

1.一种信号稀疏表示及重构的MicroDopplerlet时频原子字典，其特征在于由MicroDopplerlet时频原子组成，包括一个高斯窗函数与一个时变的复正弦函数相乘构成，表示为：

所述高斯窗函数项g有两个参数：一个是尺度因子s，一个是时移因子u，这两个参数联合取值表示原子的包络形状、幅度大小、出现时间位置及持续时间；

所述复正弦函数项有两个参数：A_v和ω_v，其中ω_v是复正弦函数中瞬时频率随着时间振荡的角频率，乘积A_vω_v是瞬时频率振荡的幅度，这两个参数联合取值表示时变原子瞬时频率变化的大小、快慢信息；

其中：f_c为载波频率，λ＝c/f_c为波长，c是声速；四个可变的实数参数：s、u、A_v和ω_v的取值范围：0＜s＜+∞、-∞＜u＜+∞、0≤A_v＜+∞、0≤ω_v＜+∞。

2.一种采用权利要求1或2所述信号稀疏表示及重构的MicroDopplerlet时频原子字典对具有微多普勒特征的信号处理方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将MicroDopplerlet时频原子的四个参数进行网格划分组成MicroDopplerlet时频原子字典D＝{g_k,k＝1,2,...,K}；

步骤2：采用MicroDopplerlet时频原子字典D对包含微多普勒效应特征的信号x进行稀疏表示和重构，表示为：

其中c＝{c_γ,γ∈I_M}是系数向量，由信号稀疏分解算法求得，下标集I_M中下标元素对应的原子用于对信号x进行稀疏表示和重构；

步骤3：对于步骤2的稀疏表示和重构式，求时频分布，得基于稀疏分解的无原子间交叉项干扰的时频分布：

用于在时频平面上对微多普勒效应的可视化；

对于步骤2的下标集I_M中下标元素对应的原子g_γ，由其相位求瞬时频率，即为正弦规律变化的微多普勒频率，表示为：

步骤4、微动参数估计：由稀疏分解系数下降速率估计微动部件个数；对于正弦规律变化的微多普勒频率f，由傅立叶变换求出幅度A_mdγ和角频率为ω_mdγ，并由微多普勒频率与目标振动参数的关系：和ω_mdγ＝ω_vγ可得到目标部件振动幅度A_vγ和角频率ω_vγ，为：