多通道信号联合分解方法

本发明涉及的是一种信号处理领域的技术，具体是一种多通道信号联合分解方法。

背景技术：

1、现有多通道信号分解技术大多将传统的单通道信号分解方法进行改造，通过将多通道信号模型建模在高维空间，在高维空间内搜索多通道信号共有的多变量模态。这样的处理方法相较于单通道分解方法能够考虑通道间的相关性，能够获得全局的特征信息。然而这种方法的时间复杂度一般至少随通道数的增加而线性增长。当通道数较多时，这些方法难以在较短的时间内完成计算，甚至无法计算。当需要算法能够具有即时的计算效率和处理大规模数据能力的时候，这些已有的多通道分解方法难以胜任。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术计算资源消耗大，难以有效对齐各个通道的分解模态的问题以及受噪声影响严重，结果具有不稳定性的缺陷，提出一种多通道信号联合分解方法，能够满足大部分通道数下实时处理的需求，具备处理超大量通道数的能力，且结果物理意义明确。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明涉及一种多通道信号联合分解方法，包括：

4、步骤1，采集多通道信号s1,s2,...,sm,...,sm，其中：m为通道数，上标为通道编号。考虑应用场景实际上为离散信号，每个通道的信号采样点数均为t，sm＝sm[0],sm[1],...sm[t],...,sm[t-1]。

5、步骤2，生成融合谱及各通道贡献谱：通过对离散时间序列使用快速傅里叶变换得到得到每个通道的频谱，进一步计算各频率处各通道频谱的2范数得到融合谱再计算各通道频谱除以融合谱得到各通道贡献谱。

6、所述的快速傅里叶变换，单个频谱的计算时间复杂度约为o(tlogt)。

7、所述的贡献谱储存了各个频率分量的相位信息，并且说明了每个频率分量与其他通道相比在融合谱中的贡献量。

8、步骤3，分解融合谱：使用频域信号分解方法将多通道信号的融合谱分解为若干频域分量，得到对融合谱的分解结果其中：c代表模态数。

9、步骤4，生成多通道信号分解结果：根据融合谱分解结果以及各通道贡献谱，得到各个通道各模态的时域波形，其中：第m个通道的第c个模态为与贡献谱乘积的傅里叶逆变换。

10、技术效果

11、本发明通过融合谱计算和各通道贡献谱计算，并利用贡献谱将分解后的融合谱模态返回到各通道的时域模态，解决多通道信号分解问题的同时计算效率显著提高。当通道数较小时，本发明的执行时间几乎不随通道数的增加而增加。当通道数较大时，本发明也能在小于其他已有技术一到两个数量级的执行时间内得到有效结果。

技术特征：

1.一种多通道信号联合分解方法，其特征在于，包括：

技术总结一种多通道信号联合分解方法，通过采集多通道信号后生成融合谱及各通道贡献谱，使用频域信号分解方法将多通道信号的融合谱分解为若干频域分量，得到对融合谱的分解结果，最后根据融合谱分解结果以及各通道贡献谱，得到各个通道各模态的时域波形，本发明能够满足大部分通道数下实时处理的需求，具备处理超大量通道数的能力，且结果物理意义明确。技术研发人员：何清波,李天奇,于小洛,姚锦涛,胡奎,毕志昊,彭志科受保护的技术使用者：上海交通大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29