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基于核主成分分析的小波尺度谱图像特征提取

孙丽萍 陈果 谭真臻

孙丽萍, 陈果, 谭真臻. 基于核主成分分析的小波尺度谱图像特征提取[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(5): 62-66. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.011
引用本文: 孙丽萍, 陈果, 谭真臻. 基于核主成分分析的小波尺度谱图像特征提取[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(5): 62-66. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.011
SUN Li-ping, CHEN Guo, TAN Zhen-zhen. Image feature extraction from wavelet scalogram based on kernel principle component analysis[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(5): 62-66. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.011
Citation: SUN Li-ping, CHEN Guo, TAN Zhen-zhen. Image feature extraction from wavelet scalogram based on kernel principle component analysis[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(5): 62-66. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.011

基于核主成分分析的小波尺度谱图像特征提取

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.011
基金项目: 

国家自然科学基金项目 50705042

航空科学基金项目 2007ZB52022

详细信息
    作者简介:

    孙丽萍(1981-), 女, 山东莱州人, 南京航空航天大学工学硕士研究生, 从事图像处理及模式识别研究

    陈果(1972-), 男, 四川武胜人, 南京航空航天大学教授

  • 中图分类号: V263.6;TP277

Image feature extraction from wavelet scalogram based on kernel principle component analysis

More Information
    Author Bio:

    SUN L-i ping(1981-), female, graduate student, +86-25-84891850, slpada@163.com

    CHEN Guo(1972-), male, professor, +86-25-84891850, cgzyx@263.net

  • 摘要: 分析了转子不平衡、不对中、碰摩及油膜涡动的尺度谱图像特征, 提出利用核主成分分析(KPCA)对故障信号的小波尺度谱进行特征提取的方法。利用ZT-3多功能转子试验台获取上述4种故障各32个样本, 对其进行连续小波变换和KPCA特征提取, 并同时提取了相同样本条件下的尺度谱纹理特征和频谱特征。最后利用参数自适应支持向量机模型对提取的特征进行了分类测试。分析结果表明: KPCA方法所提取特征的平均识别效果均达到90%以上, 高于尺度谱纹理特征和频谱特征的分类结果, 能够有效提取尺度谱的特征, 有利于转子故障的智能诊断。

     

  • 图  1  4种故障信号的频谱

    Figure  1.  Spectrums of four fault signals

    图  2  4种故障信号的尺度谱

    Figure  2.  Scalograms of four fault signals

    表  1  主元贡献率

    Table  1.   Contribution rates of principle component

    特征值序号 p阶多项式核函数(p=1.5) 高斯径向基核函数(σ=105)
    λi 贡献率/% 累积贡献率/% λi 贡献率/% 累积贡献率/%
    1 2.075 4 67.28 67.28 4.193 69.75 69.75
    2 0.623 1 20.20 87.48 1.052 17.49 87.25
    3 0.139 4 4.52 92.00 0.227 3.78 91.03
    4 0.058 1 1.88 93.88 0.150 2.49 93.52
    5 0.031 5 1.02 94.90 0.077 1.28 94.80
    6 0.020 6 0.67 95.57 0.050 0.83 95.62
    7 0.013 8 0.45 96.02 0.027 0.45 96.07
    8 0.013 5 0.44 96.46 0.024 0.40 96.47
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    表  2  识别结果比较

    Table  2.   Comparison of recognition results %

    特征 测试1 验证1 测试2 验证2 测试3 验证3 测试4 验证4 平均
    频谱特征 88.37 82.05 76.74 90.70 79.07 88.37 90.70 81.40 84.68
    纹理特征 88.37 90.70 94.29 84.61 90.70 84.62 93.02 83.72 88.75
    KPCA特征1 95.35 88.37 88.37 94.29 91.43 94.29 97.67 100.00 93.72
    KPCA特征2 94.29 97.67 97.67 100.00 95.35 90.07 95.35 90.70 95.14
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-06-01
  • 刊出日期:  2009-10-25

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