基于小波包能量及高阶谱的特征提取方法

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1、第43卷第6期天津大学学报Vol.43No.62010年6月JournalofTianjinUniversityJun.2010▋基于小波包能量及高阶谱的特征提取方法1,21孙洁娣，靳世久(1.天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室，天津300072；2.燕山大学信息科学与工程学院，秦皇岛066004)摘要：针对广泛存在的油气管道周边安全问题，研究了管道周围地面活动目标产生的震动信号的特性，提出了一种基于小波包能量谱和信号高阶谱分析相结合的特征提取方法来区分不同的活动目标．根据目标产生的地面震动信号是非平稳的特点，采用基于小波包

2、分解能量的方法对信号的各频带进行分解，得到信号在不同频带内的能量分布特性．仅根据能量谱并不能完全区分不同类型信号，通过对信号高阶统计特性的分析，提取出高阶谱特征频率，结合这两种方法提取出的特征作为神经网络的输入向量进行模式识别．通过对实验数据进行分析，单独采用小波包能量特征其平均识别率为88.5%，而采用本文提出的方法平均识别率可以提高到94.6%，验证了文中提出方法的有效性．关键词：特征提取；小波包能量谱；高阶谱分析；地面震动信号中图分类号：TP274.2文献标志码：A文章编号：0493-2137(2010)06-0562-05

3、FeatureExtractionMethodBasedonWaveletPacketEnergyandHigh-OrderSpectrum1,21SUNJie-di，JINShi-jiu(1.StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasurementTechnologyandInstrument，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2.CollegeofInformationScienceandEngineering，YanshanUniversity，Qinhuan

4、gdao066004，China)Abstract：Inviewoftheprevalentperipheralsecurityproblemsaroundoilandgaspipelines，characteristicsofseismicsignalsgeneratedbymovingtargetsonthesurroundinggroundhavebeeninvestigatedandafeatureextractionmethodbasedonwaveletpacketenergydistributionandhigh-o

5、rderspectrumanalysishasbeenputforwardtodistinguishthedifferenttargets.Astheseismicsignalsgeneratedbygroundtargetswerenotstable，waveletpacketenergymethodwasusedtodecomposethesignalsatseveralindependentfrequencybandsandtodrawtheenergydistributionfeaturesinthesebands.How

6、ever，thewaveletpacketenergydistributioncouldnotdistinguishthetypesofsignalsverywell.Therefore，high-orderstatisticfeaturesofsignalswereanalyzedandthecharacteristicfrequencieswereextracted.Thefeaturesextractedbasedonwaveletpacketenergydistributionandhigh-orderspectrumwe

7、reinputintotheneuralnetworkaseigenvectorsforpatternrecognition.Experimentresultsindicatethattheaveragerecognitionrateis88.5%withonlywaveletpacketenergyspectrumbasedmethodwhileitincreasesto94.6%withthemethodproposed，thusverifyingitseffectiveness.Keywords：featureextract

8、ion；waveletpacketenergyspectrum；high-orderspectrumanalysis；seismicsignal近年来我国的输油管网因盗窃而受到严重破列的地震检波器进行探测．以色列和美国等已经开坏．常规的泄漏检测技术