[发明专利]基于统计特征的数字信号局部相关性分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号分析与模式识别技术领域，特别涉及基于统计特征的鲁棒的数字信号局部相关性分析方法。

背景技术

随着计算机技术以及数字电子技术的迅速普及与发展，数字信号分析技术得到了广泛的应用。由自然界获取的数字信号，例如数字图像信号或音频信号，其典型特征之一在于信号在局部范围内的取值是相关的。数字信号的局部相关性被广泛用于信号降噪、滤波、分割、特征提取与识别等方面，因此数字信号局部相关性分析技术一直受到关注。

数字信号局部相关性分析技术的一个主要难点是如何分析局部范围内信号值之间的相互关系，包括相等关系、次序关系等。M.Kirchner等人提出通过图像局部一阶微分直方图的中央项(微分值等于0的概率)与其相邻项之比值，对局部相关性进行分析，从而识别不同类型的信号处理操作；G.Cao等人提出根据图像纹理区域中局部一阶微分值等于0的概率，对局部相关性进行分析，从而识别不同类型的信号处理操作；这两种方法的最大缺点是仅能反映直接相邻的信号值相等的概率，而不能反映局部范围内有多少信号值相等以及哪些信号值相等。T.等人提出通过图像一阶微分的高阶Markov Chain(马尔可夫链)分析图像局部相关性，从图像中提取686维特征向量，再利用SVM(支持向量机)进行训练和分类，从而实现对图像完整性进行鉴别。这种方法的最大缺点是受图像分辨率限制，对具有较低分辨率(128×128以下)的图像难以实施有效的分析，其次是数学模型复杂，应用不便。

发明内容

为了解决现有技术中的主要难点即分析局部范围内信号值之间的相互关系的问题，为此本发明的目的是基于对局部范围内信号值之间相互关系的统计，提供一种能对数字信号局部相关性进行准确、合理分析的方法。

为了实现上述目的，本发明基于统计特征的数字信号局部相关性分析方法包括步骤：

步骤1：对数字信号采取每s个信号值划分为1块的方式做块划分，s为大于1的奇数；将每块中的信号值按位置顺序表示为信号值序列其中k为块编号，k∈{1，2，...，N}，N表示块总数；以m表示则就表示第k块的块中央值；以有序信号值序列表示每块中信号值的按值序排列，则就表示第k块的块中值；

步骤2：检验每块中的信号值的相关性；所述每块中的信号值的相关性，采用以下方法进行分析：

A.统计块中央值在每块中出现的概率，表示为其中：表示块中央值在每块中出现i次的概率，i，j∈{1，2，...，s}；|{·}|表示一个集合的基数；δ(u,v)=1,ifu=v0,otherwise]]>为条件函数，仅当两个自变量相等时函数值为1，其他情况下函数值为0；向量h^OBC中的元素即可反映数字信号局部相关性；

B.统计块内不重复信号值数量的分布，表示为其中：表示块内不重复信号值数量为i的块出现的概率；向量h^QGL中的元素即可反映数字信号局部相关性；

C.统计块中值在信号值序列中的位置分布，表示为其中：表示块中值在信号值序列中出现在位置i的概率；向量h^DBM中的元素即可反映数字信号局部相关性；

D.统计块中央值在有序信号值序列中的位置分布，表示为其中：表示块中央值在有序信号值序列中出现在位置i的概率；向量h^DBC中的元素即可反映数字信号局部相关性；

E.统计块中央值在有序信号值序列中的首次出现的位置分布，表示为其中：表示块中央值在有序信号值序列中首次出现在位置i的概率；表示使等式成立的最小的j；向量h^FBC中的元素即可反映数字信号局部相关性；