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基于分数阶hilbert变换二维纹理特征的罗音检测算法

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中国生物医学工程学报 2013年第3期32卷 299-304页

作者：李真真吴效明华南理工大学生物科学与工程学院广州510006

为了自动化地检测肺音中间断性异常呼吸音——罗音,基于新兴的分数阶hilbert变换信号分析手段,提出一种新的检测算法。在不同阶数下,将分数阶hilbert变换作用于肺音信号,由此可生成一个与该信号对应的二维纹理图像,纹理图像中呈现的明... 详细信息

为了自动化地检测肺音中间断性异常呼吸音——罗音,基于新兴的分数阶hilbert变换信号分析手段,提出一种新的检测算法。在不同阶数下,将分数阶hilbert变换作用于肺音信号,由此可生成一个与该信号对应的二维纹理图像,纹理图像中呈现的明暗相间条纹组合的特征与罗音信号特征相对应,据此可实现罗音检测。分别进行两组检测实验,一组采用仿真的罗音叠加于实际肺音上进行罗音检测,100%的罗音被检测出,另一组采用美国胸科学会教学数据库包含真实罗音的肺音信号进行检测,敏感性指标达到97%,从而验证基于分数阶hilbert变换的方法检测罗音的有效性。

关键词：信号检测分数阶hilbert变换特征提取罗音检测

基于分数阶hilbert变换的电路故障诊断研究

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流体测量与控制 2023年第4期4卷 59-63,69页

作者：白莹蒙城县庄周高级职业中学安徽亳州233500

为了解决非平稳信号频谐分析引起的频谱成分重叠问题,以及滚动轴承故障信号的多载波调制特性,结合轴承故障特点,采用一种基于希尔伯特包络和阶次分析的调制阶次提取方法。首先,利用希尔伯特变换求出了一种具有异响问题的车辆的加速度状... 详细信息

为了解决非平稳信号频谐分析引起的频谱成分重叠问题,以及滚动轴承故障信号的多载波调制特性,结合轴承故障特点,采用一种基于希尔伯特包络和阶次分析的调制阶次提取方法。首先,利用希尔伯特变换求出了一种具有异响问题的车辆的加速度状态,对包络进行等角度的重新取样,得到与速度无关的包络线,并在角域频谱分析中求出调制阶,并根据各个轴承的故障特性,找出故障的根源;其次,利用分数阶希尔伯特变换对被测信号进行弹性特性和细节特性的提取,利用分数阶希尔伯特变换对二次损伤进行特征提取,并利用分数阶希尔伯特变换对待测信号进行幅度、相位和瞬时频率的提取;再次,利用Fisher的序列和遗传算法,找到了一个最优的pn分类值,在抽取了特征点后,利用两种不同的参数向量机对正常的样品进行了诊断;最后,利用相同的方法,找到具有最大识别能力的最优等级p2值,并据此对各种类型的故障进行分类。试验结果证明:所提出的方法能有效地提高系统的故障诊断精度。

关键词：分数阶hilbert变换 Fisher准则模拟电路故障诊断特征提取

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基于分数阶hilbert变换的多路加密

现代电子技术 2011年第1期34卷 115-117,121页

作者：高培赵犁丰中国海洋大学山东青岛266100

基于分数阶hilbert变换的单边带通信可以同时将分数阶旋转角度作为加密密钥,从而保证通信安全。但基于分数阶hilbert变换的单边带通信加密技术只能让信号使用一个加密密钥。为了达到增大密钥空间以更有效地保证信息安全的目的,采用多通... 详细信息

基于分数阶hilbert变换的单边带通信可以同时将分数阶旋转角度作为加密密钥,从而保证通信安全。但基于分数阶hilbert变换的单边带通信加密技术只能让信号使用一个加密密钥。为了达到增大密钥空间以更有效地保证信息安全的目的,采用多通道滤波器组分路处理的方法,在减少了系统计算复杂度的基础上增大了密钥空间。

关键词：分数阶hilbert变换多抽样速率多路加密密钥空间多通道滤波器组

基于分数阶hilbert倒谱特征提取的非侵入式负荷监测研究方法

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电子器件 2020年第6期43卷 1314-1319页

作者：邵琪包永强张旭旭南京工程学院电力工程学院南京211167 南京工程学院信息与通信工程学院南京211167

针对非侵入式负荷监测中特征近似的用电设备识别率不高的问题,以家庭用电负荷为研究对象,提出一种基于分数阶hilbert变换的倒谱特征,利用分数阶hilbert变换中阶数P选择的灵活性和提取信号细部特征的能力提取信号倒谱特征,有效增大特征... 详细信息

针对非侵入式负荷监测中特征近似的用电设备识别率不高的问题,以家庭用电负荷为研究对象,提出一种基于分数阶hilbert变换的倒谱特征,利用分数阶hilbert变换中阶数P选择的灵活性和提取信号细部特征的能力提取信号倒谱特征,有效增大特征数据的区分度。首先对采集的信号作分数阶hilbert变换,将原信号映射到分数空间;然后通过计算类内和类间距离,结合PSO算法对阶数进行寻优;最后计算得到最优阶数下的倒谱特征并将其作为多分类SVM的输入向量,不同用电设备种类作为SVM的输出。实验结果表明,在负荷特征相近的场景下,所提出的方法可实现较好的分类效果,有效提高了负荷识别的准确率。

关键词：非侵入式负荷监测分数阶hilbert变换倒谱粒子群算法支持向量机

基于多抽样率的分数阶hilbert加密的研究

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基于多抽样率的分数阶Hilbert加密的研究

作者：高培中国海洋大学

学位级别：硕士

随着通信技术的发展,对数据安全的要求也越来越高。加密技术按照密钥可以分为对称密钥加密体系和公钥体系。对称密钥加密体系的加密密钥和解密密钥是相同的,具有速度快、实现简单的优点而广泛应用,其关键在于保证加密密钥的安全。 ... 详细信息

随着通信技术的发展,对数据安全的要求也越来越高。加密技术按照密钥可以分为对称密钥加密体系和公钥体系。对称密钥加密体系的加密密钥和解密密钥是相同的,具有速度快、实现简单的优点而广泛应用,其关键在于保证加密密钥的安全。分数阶Fourier变换是传统Fourier变换的一般形式。传统的Fourier变换是一种线性算子,若将其看作从时间轴逆时针旋转π/ 2到频率轴w域,而分数阶Fourier变换算子是可以旋转任意角度α的算子,可以将时域信号拓展到更一般的分数阶（u）域。将以传统Fourier变换为基础的变换推广为以分数阶Fourier变换为基础的形式同时通过对负谱的抑制由频谱扩展为分数阶Fourier谱,便可以得到分数阶hilbert变换。基于分数阶hilbert变换对信号负谱分量的抑制生成分数阶域的正谱信号而得到解析信号。通过解析信号恢复实信号的同时还可以利用分数阶hilbert变换的阶数作为密钥实现安全通信。基于多抽样速率理论的滤波器组广泛应用于音频视频信号的处理,编码和识别。它可以将信号分成不同的子带,然后根据不同子带所包含的信息量的不同分别处理。通过将转移函数分解成若干个不同相位的组得到多抽样率系统的多相结构,同时可以利用滤波器组多相结构的等效变换,使卷积运算转换到低抽样率的一侧进行,可以大大降低计算复杂度。基于分数阶hilbert的通信加密属于对称密钥加密体系。但是此算法只有单一密钥,密钥空间小。因此为了保证密钥的安全,需要频繁更换密钥。为了拓展密钥空间,利用滤波器的完全重建理论,将滤波器组引入基于分数阶hilbert通信系统,在保持计算复杂度不变的基础上,可以将单密钥拓展为多个,从而拓展密钥空间,使得系统的安全性更高。本文介绍了加密理论的发展现状,以及分数阶Fourier变换的基本理论;在分析基于分数阶hilbert变换的加密原理和基于多抽样速率理论滤波器组的多相结构的基础上,提出了一种保持计算复杂度与单密钥相当的高效多路加密方法。仿真实验验证了本文所提出方法的有效性和可行性。

关键词：分数阶hilbert变换滤波器组多相结构多路加密

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分数阶微积分理论及其在两相流中的应用研究

分数阶微积分理论及其在两相流中的应用研究

作者：李丽青岛科技大学

学位级别：硕士

气液两相流广泛存在于各种科学应用研究领域以及工业生产过程当中。两相流的流型及其动力学特性严重影响着两相流动的传热传质速率、动量损失和压力梯度等参数。通常,采用电导波动信号的特征来判断流型,而电导波动信号的采集会受管道振... 详细信息

气液两相流广泛存在于各种科学应用研究领域以及工业生产过程当中。两相流的流型及其动力学特性严重影响着两相流动的传热传质速率、动量损失和压力梯度等参数。通常,采用电导波动信号的特征来判断流型,而电导波动信号的采集会受管道振动等多种因素的干扰影响,因此在研究两相流流型前需要对采集的信号进行滤波处理。采用基于分数阶Fourier变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)的分数阶小波变换(Fractional Wavelet Transform,FRWT)理论,对气液两相流信号进行去噪分析。FRWT将传统小波变换的多分辨率分析理论推广到分数阶Fourier域。利用分数阶阶数的灵活性,实现对气液两相流信号更加有效地去噪。流型识别方面,将希尔伯特-黄变换(hilbert-Huang Transform,HHT)理论与分数阶hilbert变换(Fractional hilbert Transform,FHT)方法相融合,利用HHT理论中的EMD分解方法处理信号,得到不同尺度上的IMF分量,对不同流型的的IMF分量做多个阶数上的FHT分析,完成对气液两相流的流型识别。利用分数阶相对熵与符号动力学相结合的方法研究气液两相流不同流型的动力学特性。熵在两相流流行研究方面已经得到广泛的应用,而分数阶熵在流型分析上的几乎未涉及。由于传统的相对熵在反映流型的动力学行为时的效果并不理想,本文通过多个阶数上的符号化相对熵的分布变化规律,研究了流型的分数阶符号化相对熵及其演化机理,为进一步理解流型的动力学特性提供了新思路。

关键词：气液两相流分数阶小波变换分数阶Fourier变换分数阶hilbert变换相对熵

基于VMD-FHT的风机齿轮箱故障特征提取方法

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机床与液压 2020年第23期48卷 202-207页

作者：姜佳辉包永强邵琪南京工程学院信息与通信工程学院江苏南京211167

针对风电机组齿轮箱运行工况复杂、背景噪声大,难以提取其故障特征信息的问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)和分数阶希尔伯特变换(FHT)的风电机组齿轮箱故障特征提取方法。利用VMD分解风机齿轮箱各个故障信号,并且定义一种分解品质因... 详细信息

针对风电机组齿轮箱运行工况复杂、背景噪声大,难以提取其故障特征信息的问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)和分数阶希尔伯特变换(FHT)的风电机组齿轮箱故障特征提取方法。利用VMD分解风机齿轮箱各个故障信号,并且定义一种分解品质因数以选取VMD的最优分解层数K;对经最优化VMD分解后的各模态分量进行分数阶hilbert变换,计算各模态分量的边际谱并进行线性叠加;提取该边际谱的频域特征作为齿轮箱故障信号的特征量。实验结果表明,采用该方法能够准确地提取出风机齿轮箱的故障特征,并获得更优的故障识别效果。

关键词：变分模态分解分数阶hilbert变换风机齿轮箱故障特征提取

基于自适应极化滤波的地下浅层P/S波解耦方法

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电子测量技术 2023年第23期46卷 181-187页

作者：曾援李剑马明星贺斌刘瑞中北大学信息与通信工程学院太原030051 中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

针对地下爆炸近场横纵波场混叠,造成P波震动场难以重建的问题,提出基于自适应极化滤波的横纵波分离解耦方法。首先,通过分数阶hilbert变换获取波场中P/S波瞬时极化分布,提高混叠特征信息精细化分析的能力。其次,利用ACM提取出P/S波瞬时... 详细信息

针对地下爆炸近场横纵波场混叠,造成P波震动场难以重建的问题,提出基于自适应极化滤波的横纵波分离解耦方法。首先,通过分数阶hilbert变换获取波场中P/S波瞬时极化分布,提高混叠特征信息精细化分析的能力。其次,利用ACM提取出P/S波瞬时极化角度信息,并以极化度实现P波、P/S波识别;再次,设计利用角度信息构建空间极化滤波器。最后,进行仿真验证并讨论分析不同调制因子和不同特性组合的分离解耦效果。通过实验仿真结果表明:本方法能够有效实现波场分离解耦,在方向性调制因子为10时,振幅性调制因子为3时,分离准确度达到96.5%,分离解耦效果最佳。

关键词：分数阶hilbert变换瞬时极化分析空间极化滤波器横纵波分离