基于Matlab的语音信号自相关基音检测

自相关基音检测算法是语音信号处理的关键技术,算法的效率直接影响语音信号实时处理的质量。在对自相关基音检测算法基本原理进行分析的基础上,设计了Matlab算法实现方案,通过对一段具体语音时域信号采样值进行滤波、分帧、求短时自相关函数,得到了浊音语音的基音周期。试验结果表明,该算法结构简单,运算量小,效率高。     

基于Matlab的语音信号自相关基音检测

自相关基音检测算法是语音信号处理的关键技术,算法的效率直接影响语音信号实时处理的质量。在对自相关基音检测算法基本原理进行分析的基础上,设计了 Matlab 算法实现方案,通过对一段具体语音时域信号采样值进行滤波、分帧、求短时自相关函数,得到了浊音语音的基音周期。试验结果表明,该算法结构简单,运算量小,效率高。     

母羊3种应激行为下叫声信号的对比分析

为研究母羊在不同应激行为下叫声信号所具有的特征,选择体重相近、年龄在2~3岁的小尾寒羊母羊20只,分别录取其在3种应激行为(产羔、寻羔、饥饿)下的叫声信号。利用LabVIEW软件设计母羊发声信号特征提取与识别系统,对母羊发声信号进行时域分析、频域分析(Yule-Walker法估计功率谱、Welch法估计功率谱、线性坐标功率谱和倒谱分析)和时频域分析,提取发声信号的时间间隔、持续时间、主峰频率、能量集中范围和基音周期等特征参数。结果表明:母羊3种不同类型声音的持续时间以及主峰频率均存在显著差异(P0.05)。母羊在寻羔和饥饿时发声的持续时间是产羔时的1.93和1.82倍,饥饿叫声的主频分别为产羔和寻羔时的34.77和38.81倍,母羊叫声信号Yule-Walker法功率谱在饥饿出现1个峰值,寻羔时出现2个峰值,而产羔时无明显峰值。叫声信号能量在产羔时集中在400~600Hz,寻羔和饥饿时集中在0~900Hz,3种叫声基音周期接近为0.1ms。证明母羊叫声信号在3种应激行为下有明显的不同,因此可以作为评价其健康状况及福利化养殖水平的重要指标之一。     

基于EMD分解的拉曼光谱小波去噪方法

拉曼光谱中尖峰及其临近信号频率极高,常规去噪方法难以区分高频噪声与特征峰信号,所以拉曼光谱去噪一直是该领域内研究热点和难点。针对该问题,提出临界分量判别法,该方法通过计算经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)分量的归一化自相关函数,将固有模态分量(intrinsic mode function,简称IMF)划分为噪声主导分量和信号主导分量两部分。根据噪声主导分量和信号主导分量的不同特点,分别使用模极大值方法、软阈值滤波方法处理各分量的小波系数,实现光谱信号去噪。仿真数据去噪实验表明,小波去噪法(1、2阶IMF为噪声主导分量)去噪效果优于其他方法(1阶IMF为噪声主导分量,1、2、3阶IMF为噪声主导分量),说明临界分量判别法可以正确识别噪声主导分量和信号主导分量。光谱数据去噪实验表明,应用小波去噪法处理拉曼光谱,信噪比以及均方误差均优于对整条光谱进行模极大值、软阈值和空域相关方法去噪,光谱中噪声几乎得到了完全抑制,突变特征峰信号得到完整保留,获得了最优滤波效果。     

伪码与线性调频复合调制信号模糊函数分析

针对脉冲压缩信号和周期调制连续波信号模糊函数的不同,研究伪码调相与线性调频复合调制信号(Pseudo-random Binary Phase Code Combined with Linear Frequency Modulation,PRBC-LFM)的模糊函数特性,通过理论推导、仿真分析比较其脉冲压缩信号和周期调制连续波信号模糊函数、距离自相关函数及速度自相关函数的区别和联系。结果表明,它们具有完全不同的模糊函数和距离自相关函数;在多目标环境中,PRBCLFM脉冲压缩信号更容易受到"自身杂波"的干扰;而连续波PRBC-LFM信号的距离自相关函数在时延轴具有较低的距离旁瓣,在测距时会出现距离模糊;但这2种信号都保留了伪随机二相编码信号高速度分辨率的特性及调频信号的多普勒不敏感特性,同时由多普勒频移所产生的附加时延也相对很小,符合现代无线电引信高速目标近程探测的要求。     

基于非参数雨流外推法的车架载荷谱与疲劳寿命分析

针对农用机械工况复杂,受力多变,对结构件寿命影响很大的问题,以蔬菜田间作业动力机械车架为研究对象,对车架载荷谱及疲劳寿命情况进行研究。采用有限元分析方法,对车架进行应力分析并选取测点;采取建立由应变片、应变调理仪、信号采集仪等组成的应力载荷测试系统进行载荷测试试验,测得犁地和路面行驶2种典型工况下应力时间历程;拟用傅里叶变换频率检验和离散自函数平稳性分析方法,确定信号符合随机载荷信号特征;采用数据处理方法消除信号干扰因素。对测得应力载荷数据进行非参数雨流外推,基于外推结果编制车架应力载荷谱并进行疲劳寿命预测研究。结果表明:损伤值最大的测点寿命预估结果为1.043×1013 h,满足使用要求,该方法适用于农业机械结构载荷谱编制及疲劳寿命预测,可为农业机械结构载荷谱编制及疲劳寿命预估提供参考。     

双基地MIMO雷达的收发角度快速估计方法

提出一种双基地MIMO雷达的收发角度快速估计方法.该方法利用多级维纳滤波的前向递推多级分解特性获得接收信号的信号子空间,然后构造出收发角度的二维空间谱函数,同时将二维空间谱函数通过线性约束二次优化转换为两个一维的空间谱函数,从而获得目标的收发角度,且收发角度自动配对,不需要额外的配对运算.该方法避免了协方差矩阵的估计及其特征值分解,且收发角度估计只需要一维空间谱搜索,大大降低计算复杂度.仿真结果证明了该算法的有效性.     

泥浆脉冲信号的小波检测方法研究及应用

在目前采用钻井液脉冲方式传输信号的无线随钻测量系统中,由于泥浆压力、井深、泵压力等信道传输特性的影响,测量系统中在井口采集的泥浆脉冲信号往往包含了各种噪声,直接影响到有用信号检测结果的正确性。对泥浆脉冲信号的传输特性及信号中噪声的特性进行了深入的分析,提出以小波分析为基础的泥浆脉冲信号检测方法。现场数据应用结果表明,该方法能够有效去除信号中的噪声并在不引起明显失真的情况下检测出井下有用信号,在泥浆脉冲信号处理中有广阔的应用前景。     

钻头磨损在线监测研究

本文研究了钻头磨损对钻削过程中振动加速度信号的动态特性的影响。发现加速度信号中敏感频率分量随着钻头磨损的增加呈明显的“碟形”规律变化。我们提出用敏感频率分量的自功率谱值(PSD)作为特征量。建立了特征量与钻孔数之间的状态空间方程;提出了钻头磨损在线自适应监测方法。该方法打破了故障诊断和状态识别中设置“阈值”的传统做法;另辟蹊径。     

基于改进EMD-TEO倒谱距离的生猪音频信号端点检测

针对生猪音频信号识别中传统端点检测方法存在的抗噪能力差,准确率低等问题,将一种改进EMDTEO(经验模态分解的Teager能量算子)倒谱距离的端点检测方法应用到生猪音频信号的端点检测,对生猪音频信号的2个端点检测特征参数(Teager能量参数和倒谱距离参数)进行研究。仿真试验结果表明:1)与EMD-TEO和倒谱距离端点检测法相比,当高斯白噪声的信噪比(Signal-noise ratio,SNR)为-5dB时,改进后的算法用于生猪音频信号的端点检测准确率达到84.725%,分别高出前2种端点检测算法9.857%和16.403%,SNR为10dB时,仍优于其他2种算法;2)当饲养场背景噪声的SNR为10dB时,改进后的用于生猪音频信号的端点检测准确率达到90.293%,分别高出EMD-TEO和倒谱距离端点检测算法4.972%和7.932%;3)改进后的算法对不同类型的生猪音频信号均呈现出很好的端点检测效果。改进EMD-TEO倒谱距离的端点检测算法在低SNR的环境下,对生猪音频信号的端点检测有较高正确率,且具有一定的鲁棒性。     

种群数量动态时序建模方法的研究

用时序分析的方法研究种群数量动态数学建模,用参数方法处理种群动态数据中的非平衡时间序列。对主值函数项的残差进行的噪声检验,并用ＡＲＭＡ模型对其进行拟合。结果表明;种群数量动态非平稳时序模型残差通过白噪声检验,对实验数据的拟合程度优于确定性模型,预测预报较佳,理论上更加合理可信。     

基于等价空间残差的线性模拟电路故障检测

在模拟电路的故障检测中,为了克服模拟元件的参数容差的影响,降低信号测量难度,便于嵌入式测试的实现,提出了一种基于等价空间残差的故障检测方法.该方法使用键合图模型建立电路的状态方程,通过观测矩阵的正交空间投影消去状态变量,使故障指示残差仅与输入信号和观测信号有关.电路仿真实验结果表明该方法在元件存在容差的情况下可以有效的利用电压测量信号实现线性模拟电路的故障检测,具有测量实现简单,抗干扰能力强的优点,适合模拟电路的嵌入式测试.     

E MD在叶绿素光谱信号去噪中的应用

基于每个IMF自关联函数的特征,提出了一种新的EMD去噪方法。以检测苗期玉米叶片叶绿素含量为例,首先对原光谱信号采用SNV＋Detrending方法进行预处理,然后利用该方法对预处理后的信号进行去噪,并与小波去噪方法和EMD融合小波去噪方法进行对比,最后应用偏最小二乘回归方法进行校正模型的建立。结果表明：将该方法应用到实际近红外光谱信号去噪中,其预测集决定系数（r2）达到0．984,残差均方根RMSE为0．075,证明该方法在近红外光谱处理过程中具有很好的去噪效果,建立的校正模型具有较高的鲁棒性和推广性。     

基于四项余弦窗四谱线插值FFT的电力谐波算法分析

快速傅里叶变换是谐波检测中的主要方法,但在谐波分析中很难做到同步采样、整数周期截断,从而造成频谱泄露影响谐波测量的准确性。为了提高谐波的检测精度,利用FFT分析了Nuttall窗的旁瓣特性和四谱线插值算法。提出了一种基于4项3阶Nuttall窗四谱线插值的电力谐波检测算法,该算法通过分析加Nuttall窗信号傅里叶变换的频域表达式,利用谐波频点附近的4根离散频谱的幅值确定谐波谱线的准确位置,进而得到谐波的幅值、频率及相位。通过用曲线拟合函数求得实用的修正公式,简化了复杂的计算过程,并对修正公式进行了Matlab仿真。仿真结果表明:所提出的算法在非同步或非整周期采样时对谐波幅值和相位的检测精度较高,应用该算法处理信号的幅值相对误差小于4.29×10~(-6)%,相位相对误差小于5.7×10~(-4)%。相对于双谱线Hanning、三谱线Blackman-harris算法精度得到了显著提高。并结合沈阳农业大学光伏电站并网算例,将研究检测方法对用户型光伏电站谐波进行分析,并且与分析检测结果进行对比来验证本研究方法的有效性。更加有效的检测谐波幅值和相位,有利于更好的减少农业用户光伏电站对电力系统稳定运行的影响。     

付里叶变换近红外漫反射光谱分析测量误差的研究

本文研究了NIRDRSA的测量误差,分析了各种NIRDRSA光谱误差产生的原因、对测定结果的影响以及校正的方法。本文提出了用广义噪声来表示NIRDRSA测定全过程的不确定性,并用该参数预测NIRDRSA的检测限。在本研究所用的Nicolet—170SX通用型付里叶光谱仪上作NIRDRSA测定蛋白质、赖氨酸,由广义噪声所确定的检测限分别可达到10~(-3)与10~(-4)的含量。     

一种具有鲁棒特性的Mel频率倒谱系数

通过研究在低能量段用幂函数代替自然对数函数对MeI滤波器组的输出进行处理,从而得到一种改进Mel频率倒谱系数(PL_MFCC).实验表明,这种参数能够提高含噪语音的说话人识别率.如果含噪语音通过wiener滤波增强算法消噪后,再用PL_MFCC来提取特征参数,能够进一步提高在噪声环境下说话人的识别率.     

基于小波函数的预测函数控制方法研究

针对普通预测函数控制中选取的基函数为全局函数,对参考轨迹的逼近不能根据不同精度要求进行灵活设 置,影响了系统整体优化性能.提出一种基于小波函数的预测函数控制方法.该方法采用小波函数作为基函数,利 用小波函数的多尺度分析和紧支局部特性,在预测时域内灵活设置小波基函数的个数及位置分布,在保证整体性 能的同时又兼顾了拟合点的逼近要求.同时对小波基函数的不同分布情况进行了仿真比较.仿真结果表明该方法 在响应速度、控制精度、抗干扰等方面比普通PFC方法具有明显的改善作用.     

时序分析在排种轴转速检测数据处理中的应用

利用CCD摄像机获取气吹式精密排种器排种轴视觉检测样本,通过图像处理获得转速序列,在分析转速序列特点的基础上,采用时序分析方法研究排种轴转速。利用转速序列数据计算各种转速下的自协方差函数、自相关函数和偏自相关函数,选用AR模型进行转速序列的分析。将实测数据代入AR模型求得模型参数,应用模型进行转速序列数据拟合(以45 r/min为例),获得模型拟合值、残差序列。残差序列和模型拟合优度分析结果表明,模型预测的残差最大值为19.920 6,并且有83.83%的残差在允许值±6.912 312 r/min范围内;模型拟合度为74.631 2%,标准方差为0.050 136,模型系数t检验结果为16.805 28,显著性水平0.000通过t检验。     

基于声振法的西瓜贮藏时间检测

为了研究贮藏时间对西瓜振动特性的影响,在自行设计的声学振动检测试验平台上,利用声振法检测西瓜的振动频率随贮藏时间的变化规律。结果表明,提取的频响信号中第一响应基频频率与西瓜贮藏时间的相关性较好,建立第一响应基频频率与贮藏时间的三阶非线性函数模型,相关系数R2可达0.919 1。通过选取多个振动特征值建立西瓜贮藏时间的逐步多元线性回归模型,结果表明,将激励点和接收点分别放在西瓜的瓜梗和瓜蒂处可获得最佳的测定模型,模型的相关系数、标准估计误差分别为0.931 3和1.812 0,这为西瓜采摘后的贮藏与销售提供了参考。     

高噪声环境下基于倒谱距离的语音端点检测算法的实现

为了在高噪声环境下得到较清晰的语音信息,对倒谱距离算法进行了改进,利用语音信号的倒谱向量判断语音端点信息。MATLAB仿真实验结果表明,在白噪声和汽车噪声环境下,信噪比分别为10 dB和15 dB时,得到的语音单字清晰度分别达到93%和95%,实现了90~100 dB高噪声环境下可靠的语音通信。