多通道相关-经验模式分解在滚动轴承故障诊断中的应用

在处理非平稳振动信号时,经验模式分解(EMD)的应用较为广泛。针对滚动轴承的早期故障信号中含有强烈的背景噪声,诊断效果有时也不够明显的情况,本文提出了多通道相关-经验模式分解方法。首先通过EMD将滚动轴承故障信号分解成若干本征模态函数(IMF)分量;然后对IMF分量进行多相关处理,取相关性最强的IMF分量进行自适应重构;最后通过循环谱分析识别出滚动轴承的故障类型。将该方法应用到滚动轴承的仿真故障数据和实际数据中,分析结果表明,该方法可以更加有效地提取滚动轴承故障特征频率信息,突出故障频率。

肌电信号多通道相关性特征手势识别方法

多通道表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)传统手势识别方法,主要提取各个通道时域、频域和时频域特征作为分类器的输入,鲜有考虑通道间的相关性,在提升识别精度上遇到瓶颈。为了充分利用sEMG多通道信息以提高手势识别精度,提出一种以多通道相关性为特征的肌电手势识别方法。该方法计算多通道间一致性相关系数,作为多通道sEMG线性相关特征参数,同时获取多通道间的互信息,作为多通道sEMG非线性相关特征参数。实际运用中精确估计联合概率密度函数往往十分困难,根据互信息与copula熵关系,将互信息估计转化为copula熵的估计,通过经验分布函数进行概率积分变换,采用非参数估计方法估计copula熵,从而避免联合概率密度函数的估计。利用两种相关性特征参数构建多通道相关性特征进行对比实验,基于stacking模型使用多通道相关性特征与4种常用时域特征进行识别并对比结果,其次基于多通道相关性特征使用stacking模型与5种常用分类器进行对比识别,实验结果表明所提的多通道相关性特征能有效区分手势动作,在采集的健康受试者手势数据集上平均识别准确率达到94%。

多通道相关-自适应轴承故障诊断方法

提出了多通道相关-自适应共振解调(MCC-ARD)方法 ,该方法使用冗余信号源采集故障信息,并利用谱峭度(SK)优化经验模态分解(EMD)的分解效率,根据互相关系数更加合理地选择本征模态函数(IMF)分量完成重构,对重构IMF进行包络解调,实现对滚动轴承的故障诊断。通过对多通道相关-自适应共振解调方法的实测数据分析,结果表明:该方法不仅克服了单一信号源系统修正能力差的缺陷,而且相频谱辨识率为传统EMD结合谱峭度共振解调方法的2.7倍,对滚动轴承故障的诊断结果更加清晰、准确。

基于多通道互相关的青藏高原东北缘背景噪声程函层析成像

文中利用布设在青藏高原东北缘及相邻区域的密集台阵1年的连续波形得到了背景噪声面波经验格林函数,采用多通道互相关噪声面波程函成像方法,反演得到了8~40s周期的相速度分布。与天然地震面波程函成像结果对比表明所得结果是可靠的,具有高精度和高分辨率的特点;与基于频时分析提取频散的传统程函成像方法对比,文中的结果能够降低多路径散射面波和低信噪比带来的误差,提高了反演结果的稳定性。研究结果显示,河套-吉兰泰盆地下地壳—上地幔存在弱低速体,地幔高温软弱物质的侵入可能造成了下地壳—上地幔的低速特征;松潘-甘孜地块东北部下地壳的低速层可能暗示存在部分熔融,结合其他结果推测可能不存在地壳管道流,地幔软流圈物质的上涌可能是造成下地壳低速异常的原因;祁连山西部的下地壳存在显著低速层,南、北块体挤压下的地壳缩短、增厚和解耦应当形成了低速层。

大气次声源定位算法及误差分析

逐步多通道相关方法是定位次声源的主要方法。该方法会忽略阵元的海拔高度差,从而引入误差。文章分析了基于广义互相关的时间延迟估计算法,讨论了基于时延的平面波入射角定位方法。着重研究了逐步多通道相关方法的误差来源,确定了基于时延的定位方法是产生误差的主要原因,明确了大气次声源定位误差来源于忽略了阵元间的海拔高度差。基于最小二乘法推导了在不考虑阵元高度的情况下计算次声波入射角的方法。对存在高度差的4元中心三角阵型进行了误差仿真实验,在忽略阵元海拔高度差的条件下,各方向入射的次声波角度定位误差最大达到4°,特定阵型的阵元最大海拔高度差与入射角度计算误差成线性关系,并探讨了入射角度计算误差对主要参数和后续定位的影响。

基于慢度估计的次声台阵信号自动检测算法及应用

针对次声监测研究领域广泛使用的短时间与长时间信号功率比检测方法性能不能满足要求,渐进多通道互相关检测算法虚警率较高的缺点,利用信号的时、频、波数域特性和次声台阵各子台信号的互相关性特性,提出了一种基于次声台阵信号慢度估计的自动检测算法。次声信号慢度估计结果的合理性、一致性是该检测算法的依据。考虑到该检测算法计算量较大,在具体应用中加入其他计算量较小的传统算法,进行逐次检测,最后应用的慢度估计方法既是一种检测方法,也是对其他检测算法结果的最终审核,一方面可以降低单项检测方法对检测参数的敏感性,另一方面也可提高检测的正确率（虚警率和漏警率同时降低）。该复合检测算法应用于某实验次声台站信号的检测（信噪比大于1.1）,结果虚警率为4.0%,漏警率为5.0%,表明了该方法的优良性能。从检测应用处理结果还可以推测,结合一个区域现有密集的地震台站数据和2~3个次声台阵的数据,可以方便地识别、监控爆破方式日益复杂的人工爆破事件和真正的地震（余震）事件,为地震灾害减灾防灾、采矿监控等多领域服务,具有重大推广价值。

多通道体全息子波相关器及其在指纹识别中的应用

基于子波匹配相关理论和光折变晶体的体全息关联存储特性 ,采用球面波作参考光 ,构建了一个新型的多通道体全息子波相关器。该系统具有多通道并行相关特性和更高的识别准确率 ,并且较通常的平面参考光波体全息相关器更为紧凑 ,易于小型化和实用化。初步研究了其在指纹识别中的应用 ,给出了实验结果。

低速率矿山透地通信扩频信号的快速捕获方法研究

针对弹性波透地通信系统低频、低码速率的特点,提出了一种时分多通道分段滑动相关捕获方法。该方法对到达的码元进行分段接收,利用接收下一段码的时间处理之前接收的码段,即1个PN码周期分成若干个通道时隙,每个时隙对之前接收的PN序列段与通道的本地PN码进行快速滑动相关搜索。理论分析结果表明,在所需硬件开销与串并行搜索相同的情况下,使用时分多通道分段滑动相关捕获能获得与并行捕获相同的搜索速度;仿真结果进一步验证了该捕获方法的有效性。

计算机分析脑电波信号的算法研究及实现方法

本文描述了一种EEG自动分析中排除伪差的基于知识的系统,对脑电图伪差及癫痫病棘波的识别方法进行了探讨:运用时域分析法并全面地利用16个通道上可得到的前后信息识别伪差;用波形分析法来识别癫痫病棘波。初步实验结果表明,本方案预处理方法简便,波形特征易于提取,识别算法灵活,功能齐全,能识别各种通常在EEG中出现的伪差,在适当的抽样速率下并能准确检测棘波。

基于多通道联合变换相关器的旋转和缩放不变性目标识别方法

为充分利用光学相关识别系统的空间-频谱带宽,提高光学相关识别系统的速度和精度,提出一种基于多通道联合变换相关器和综合鉴别函数的旋转和缩放不变性目标识别方法,并将峰值位置变化标准差作为识别判据。首先,分析以局域峰值杂波均值为相位优选约束条件时存在的问题,提出新的相位优选约束条件——峰值位置变化值,用于选择一定旋转和缩放范围内目标的公共相位,将公共优选相位用于多通道联合变换相关器并结合综合鉴别函数实现了旋转和缩放不变性识别;然后,分析了当目标缩小或综合鉴别函数集成训练图像数量增加时系统的识别容限;最后,分析了场景图像中背景发生变化时所提方法的适用性。研究结果表明,在设定的图像尺寸和背景复杂度条件下,所提方法能够在9通道并行处理的前提下对目标缩小60%、综合鉴别函数集成9幅图像的旋转和缩放目标进行有效识别,且对像素数变化不超过50%的背景具有较好的适应性,提高了目标识别的速度和精度,对多通道光学相关器的实用化具有重要意义。

基于功率谱压缩-平移的多通道联合变换相关识别方法研究

为了充分利用光学相关识别系统的空间-频谱带宽,提高光学相关识别技术的并行处理效率和识别准确度,提出了基于功率谱压缩-平移算法的多通道联合变换相关识别方法,该方法将峰值位置变化的标准差作为相关识别的判据。在输入空间光调制器的不同区域加载场景图像和N幅参考图像,然后在图像上分别叠加经迭代算法优化的相位模板,使得场景图像的傅里叶谱和每一幅参考图像的傅里叶谱在频谱面的不同空间区域相干叠加。调节相位优化算法的约束参量,使得每个通道的联合变换功率谱互不干扰,可实现N个通道的并行处理。分析了不同优化相位的傅里叶谱的局域峰值杂波均值和相关输出的峰值位置变化标准差之间的关系,并将其作为相位优选的依据。研究结果表明,在所提实验和数值模拟参数条件下,多通道联合变换相关识别系统可以在不增加经典相关识别系统复杂度的前提下,实现16通道的并行处理,这对光学相关器的实用化具有重要意义。

互相关算法在次声监测数据处理中的应用

次声监测数据处理技术是我国履行全面禁止核试验条约必备技术之一。重点介绍逐次多通道互相关(PMCC)算法原理、处理流程以及与之相关的数据处理系统,并利用典型次声事件进行了实验研究。结果表明PMCC在处理次声监测数据方面具有优异性能。