[发明专利]用于工程图纸融合的二维多元信号经验模态分解快速方法

权利要求书

1.一种用于工程图纸融合的二维多元信号经验模态分解快速方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤A：将待融合的多张工程图纸组合成一个二维多元信号，作为基于均值估计的二维多元经验模态分解算法即MA-BMEMD算法的输入信号，其中每一张工程图纸即为二维多元信号中的一元二维信号；

步骤B：MA-BMEMD算法将输入信号中的每元二维信号同时分解到若干个频率空间中，得到对应的二维本征模态函数，其中将每元二维信号映射到频率空间中得到投影信号，基于投影信号得到每元二维信号的特征点，特征点包括极值点、鞍点和顶点，采用德劳内三角化对特征点进行均值估计得到均值曲面，通过均值曲面得到二维本征模态函数；

步骤C：使用基于改进空间频率的融合规则将不同元二维信号在同一个频率空间下的二维本征模态函数进行融合，作为融合后的工程图纸对应不同频率空间的二维本征模态函数，将融合后的不同频率空间的二维本征模态函数叠加即得到融合后的工程图纸。

2.根据权利要求1所述的一种用于工程图纸融合的二维多元信号经验模态分解快速方法，其特征在于：步骤B包括如下步骤：

步骤B1、将输入信号中的每元二维信号投影到若干个投影方向上，得到每个投影方向上的投影信号，每个投影方向对应一个频率空间；

步骤B2、提取每元二维信号在每个频率空间上的投影信号的极值点和鞍点坐标，根据极值点和鞍点坐标得到每元二维信号的极值点和鞍点，每元二维信号的极值点、鞍点和顶点组成该元二维信号的特征点；

步骤B3、在每元二维信号的特征点的基础上构造德劳内三角，在每个德劳内三角内通过顶点计算其均值点；

步骤B4、使用三次样条插值对每元二维信号在每个频率空间上的所有均值点进行插值，扩充成与二维信号相同的大小，得到每元二维信号在每个频率空间上的均值曲面，从而得到输入信号在每个频率空间上的均值曲面；

步骤B5、将输入信号在所有频率空间上的均值曲面进行平均，得到输入信号的均值曲面；

输入信号减去其均值曲面得到中间参量，判断该中间参量是否满足预先设定的BIMFs标准，若不满足，则将该中间参量作为输入信号，返回步骤B1，若满足，该中间参量即为步骤A的二维多元信号分解出的一个二维本征模态函数，则将均值曲面作为输入信号，返回步骤B1；

重复步骤B1至B5，直到提取出步骤A的二维多元信号的所有二维本征模态函数。

3.根据权利要求2所述的一种用于工程图纸融合的二维多元信号经验模态分解快速方法，其特征在于：步骤B2中，投影信号的极值点为投影信号中8邻域内极大值和极小值的集合；

投影信号的鞍点为投影信号中满足4邻域内行最大列最小的点的集合。

4.根据权利要求2所述的一种用于工程图纸融合的二维多元信号经验模态分解快速方法，其特征在于：步骤B5中，当第x次迭代运算的柯西标准差SD_x小于事先设定的阈值时，停止迭代，柯西标准差按如下公式计算：

其中，r_x(i,j)代表第x次迭代得到的二维本征模态函数；M、N是工程图纸的高和宽；当SD_x小于阈值时，停止迭代。

5.根据权利要求1所述的一种用于工程图纸融合的二维多元信号经验模态分解快速方法，其特征在于：步骤C包括入如下步骤：

步骤C1：计算每元二维信号在每个频率空间的二维本征模态函数的空间频率；

步骤C2：根据空间频率，将同一频率空间的所有二维信号的二维本征模态函数融合，即：

其中，表示第q个频率空间融合后的二维本征模态函数，表示第p元二维信号在第q个频率空间的二维本征模态函数，表示第p元二维信号在第q个频率空间的二维本征模态函数的空间频率，n表示二维信号的数量；

步骤C3：将所有频率空间的融合后的二维本征模态函数进行叠加，得到融合后的工程图纸，即：

其中，表示融合后的工程图纸，m表示步骤C2中融合得到的二维本征模态函数的个数。