[发明专利]波的频谱的计算方法、系统、介质及装置

说明书

本发明提供一种波形的频谱的计算方法、系统、介质及装置，包括：将波的时域信号输入滤波器组，滤波器组由N个带通滤波器组成；波的频率范围记为[Fst,Fed]，N满足N＝log₂(Fed/Fst)，对N个滤波器从0至N‑1编号，对于第i个滤波器，i属于0至N‑1，第i个滤波器满足：通带上界FH(i)＝Fst*(Fed/Fst)^(i+1)/N；中心频率FC(i)＝Fst*(Fed/Fst)^(i+0.5)/N；通带下界FL(i)＝Fst*(Fed/Fst)^i/N；滤波器的通带波纹范围在[1～6]dB范围内，阻带衰减大于30dB；用于获取每个滤波器的中心频率的周期，以所述周期一半的整数倍长度作为窗口长度对各滤波器的输出计算统计指标，将所述各滤波器的统计结果按照滤波器编号依次拼接成输出频谱。本发明用于计算波的频谱，优点：解耦频谱的时间分辨率与频率分辨率、等比划分频点、消除频谱泄漏。

技术领域

本发明涉及波的频谱的处理技术领域，特别是涉及一种波的频谱的计算方法、系统、介质及装置。

背景技术

现今波的分析中普遍使用的离散傅里叶变换及STFT实作算法存在以下不足固有不足：

时间分辨率与频率分辨率的矛盾。时间分辨率与频率分辨率的乘积是个定值，要其中一个必须牺牲另一个。且比人耳能力差很多，难以满足应用需求。其中很大程度上源于傅里叶谱对各频率分量不随时间变化的假设。

只能按等差划分频段列，划分频段的数量及间隔完全由采样窗口长度决定，与需求不符，低频频点过于稀疏，无法提供应用需要的信息。同时高频频点过于密集浪费了算力。机器听觉/机器音乐分析等应用更需要等比频点划分(对数分布)。此问题源于离散傅里叶变换是通过三角函数系的正交性来简化计算的。低频段的时间分辨率和频率分辨率偏低。

能量泄漏问题，非基频整数倍的频率的能量会散布到几乎整个频带。这样使得时域的线性组合不等于频域的线性组合，即使频率相距相当远的频点间也存在非线性混叠，给后续频域分析带来了很大困难。

因此，希望能够解决波的频谱的时间分辨率与频率分辨率的矛盾、等差频段划分导致不符合需求、能量泄漏的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种波的频谱的计算方法、系统、介质及装置，用于解决现有技术中波的频谱的时间分辨率与频率分辨率的矛盾、等差频段划分导致不符合需求、能量泄漏的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种波的频谱的计算方法，包括以下步骤：将波的时域信号输入滤波器组，所述滤波器组由N个滤波器组成；所述波的频率范围[Fst,Fed]，其中Fst为频率范围的下界，Fed为频率范围的上界，所述N满足N＝log₂(Fed/Fst)，对所述N个滤波器从0至N-1编号，对于第i个滤波器，i属于0至N-1，所述第i个滤波器满足：通带上界FH(i)＝Fst*(Fed/Fst)^(i+1)/N；中心频率FC(i)＝Fst*(Fed/Fst)^(i+0.5)/N；通带下界FL(i)＝Fst*(Fed/Fst)^i/N；所述滤波器的通带波纹范围在[1～6]dB范围内，阻带衰减大于30dB；用于获取每个滤波器的中心频率的周期，以所述周期一半的整数倍长度作为窗口长度对各滤波器的输出计算统计指标，将所述各滤波器的统计结果按照滤波器编号依次拼接成输出频谱。

于本发明的一实施例中，还包括利用逆卷积核对所述输出频谱进行卷积操作以进一步消除频谱泄漏。