[发明专利]脉冲波形模板库的创建方法、系统、存储介质及设备

说明书

本发明公开一种脉冲波形模板库的创建方法，涉及数字信号分析与处理技术领域，包括以下步骤：步骤1，将数字化脉冲中其中一个波形的时域数据序列变换为空域内二维波形图像；步骤2，提取空域内二维波形图像的骨架，得到波形骨架；步骤3，在波形骨架中找到波形骨架的波峰，确定波峰的坐标；步骤4，基于波形骨架采用AI图像分析算法，确定待定系数，得到定值波形模板；步骤5，如定值波形模板与脉冲波形模板库中已有模板不同，则将定值波形模板编号后存入脉冲波形模板库，否则，舍去定值波形模板。本发明还公开系统、存储介质及设备。本发明利用预采样或历史数据训练波形识别的AI算法，获得足够多参数不同的波形模板，构建脉冲波形模板库。

技术领域

本发明属于数字信号分析与处理技术领域，具体涉及脉冲波形模板库的创建方法、系统、存储介质及设备。

背景技术

在互联网和物联网的终端分布着大量形态和功能各异的传感器，不同传感器输出携带不同物理信息的脉冲信号，这些信号往往是模拟信号，在网络布局中，传感器近端会紧跟波形数字化装置，将传感器输出的模拟信号尽快通过模/数转换变换成数字信号，这些数字信号有如下共性：

1）这时的数字信号可以由一系列（时间，幅度）数据序列表示，称为时域信号；

2）模拟信号在被数字化的过程中会引入数字噪声。数字化噪声随着模拟/数字转换中采样频率和变换位数的提高而减小，但减小数字化噪声的代价是数据量大大增多，给后续的传输和数据处理带来负担，形成了采样精度和数据量之间的矛盾；

3）同一台传感器输出的不同类型的物理脉冲波形形状不尽相同，同一台传感器输出的同一种物理信号的形状则高度相似。

根据传感器输出的物理信号的上述特点，本发明提出了一种方法，令传感器预采样足够的脉冲数据量，将预采样获得的物理脉冲数字化后转换为波形图像，训练基于AI的图形识别算法，根据该传感器输出信号波形形状特征，建立由多种波形形状组成的波形模板库，并根据波形模板设计脉冲信号指纹编码，在后续正式测量时，通过对每个信号进行模板比对，可以得到该信号的指纹编码数据，并用指纹编码代替信号时域数据完成信号传输。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种脉冲波形模板库的创建方法、系统，其利用预采样或历史数据训练波形识别的AI算法，获得足够多参数不同的波形模板，构建脉冲波形模板库。后续在正式测量时，可通过对获取信号波形进行指纹识别，用每个信号的指纹编码代替波形数据完成信号传输。这样做可以在保证数字信号精度的同时大大减少信号数据量，同时还实现了对信号的加密。

本发明通过下述技术方案实现：

一种脉冲波形模板库的创建方法，包括以下步骤：

步骤1，将数字化脉冲中其中一个波形的时域数据序列变换为空域内二维波形图像；其中，空域内二维波形图像为M×N的二维图像数据矩阵，M、N均为正整数；

步骤2，提取空域内二维波形图像的骨架，得到波形骨架；其中，波形骨架所在的图像为M×N的二维图像数据矩阵，波形骨架位于平面直角坐标系内，平面直角坐标系的y轴表示波形骨架所在行的行数，平面直角坐标系的x轴表示波形骨架所在列的列数；

步骤3，在波形骨架中找到波形骨架的波峰，确定波峰的坐标为（x_m，y_m），基于波峰的坐标预设该一个波形的波形骨架的波形模板；其中，预设的波形模板对应的多项式的系数为待定系数；

步骤4，基于波形骨架采用AI图像分析算法，确定待定系数，得到定值波形模板；

步骤5，如定值波形模板与脉冲波形模板库中已有模板不同，则将定值波形模板编号后存入脉冲波形模板库，否则，舍去定值波形模板。

所述步骤2中，采用shrink算法提取空域内二维波形图像的骨架。

所述步骤5还包括：