基于内禀波形匹配的端点效应抑制方法

摘要

该方法公开了一种基于内禀波形匹配的端点效应抑制方法，属于信号分析、故障诊断领域，特别是基于波形匹配的端点效应抑制方法。该发明为对波形两端分别进行延拓，首先对接收波形进行消去中心趋势，然后选取末端的一段波形，与消除中心趋势的波形中其它段波形相匹配；如果匹配成功，则选取匹配成功的该段原始波形对接收波形进行延拓，若匹配不成功则用末端的一段波形进行延拓。从而具有准确性高、稳定性好的效果。

主权项

基于内禀波形匹配的端点效应抑制方法，该方法包括对接收波形左右两端的延拓计算，首先对左端波形的延拓计算过程包括：步骤1、接收到信号，设该信号波形中所有极大值点序列构成的集合为M＝{M₁,M₂,…,M_i,M_i+1,…,M_m}，设所有极大值点的相邻极小值点序列构成的集合为N＝{N₁,N₂,…,N_i,N_i+1,…,N_m}；设信号的起始点为S₁(x_s1,y_s1)，第一个极值点为极大值点，则第一段子波为s₁为以M₁为起点向右包含a个极大值点和a个极小值点的波段；则第i段子波起始点为S_i(x_si,y_si)，第i段子波为s_i为以M_i为起点向右包含a个极大值点和a个极小值点的波段；设极大值点的坐标为M_i＝(x_mi,y_mi)，极小值点的坐标为N_i＝(x_ni,y_ni)；根据相似波形的时间尺度比例，计算第i段子波的起始点S_i的坐标x_si，由于得到的x_si点可能不在采样点上，这时采用四舍五入取整；所述第i段子波的起始点S_i的坐标x_si计算公式为：$x_{si}=round\left(x_{mi}-\frac{(x_{m1}-x_{s1})(x_{m(i+1)}-x_{mi})}{x_{m2}-x_{m1}}\right)$其中，x_si是点S_i的坐标，round(·)表示四舍五入取整；步骤2、用曲线l_m1连接s₁的所有极大值点，用曲线l_n1连接s₁的所有极小值点，计算出l_m1、l_n1中心线l₁，则有用曲线l_mi连接s_i的所有极大值点，用曲线l_ni连接s_i的所有极小值点，计算出l_mi、l_ni的中心线l_i，则有将s₁减去l₁得到一个消去中心趋势的特征子波，记为将s_i减去l_i得到一个消去中心趋势的匹配子波步骤3、求取特征子波与各匹配子波的匹配度，找出其中最大的匹配度并将其与事先设定的阈值比较，若大于或等于阈值则匹配成功，转到步骤4，若匹配不成功则转到步骤5；步骤4、在输入的信号波段中将最佳匹配子波的起始点S_i左边的包含k个极大值和k个极小值的波段作为延拓样本，消去该样本的中心趋势，结果记为s^α，将s^α加上步骤2中的l₁，如果l₁长度不够，则将l₁延长，得到延拓波形S；将波形S延拓到信号端点S₁左边；步骤5、如果ρ<β，则表示匹配不成功，此时直接用s₁进行镜像延拓，如果数据长度不够，则重复延拓该段波形，即完成了数据左端的内禀波形延拓；步骤6、按照步骤1到步骤5的相同方法对输入波形右端进行延拓。