宋寿鹏，彭成庆，赵腾飞，王云蛟

(江苏大学 仪器科学与工程系， 镇江 212013)



基于Hilbert变换的脉冲信号FRI采样及其参数估计

宋寿鹏，彭成庆，赵腾飞，王云蛟

(江苏大学 仪器科学与工程系， 镇江 212013)

为了降低信号的采样速率，减少采集数据量，针对非严格有限新息率(Finite Rate of Innovation，FRI)信号，提出了一种基于Hilbert变换的超声脉冲信号FRI采样方法。将脉冲超声检测信号通过Hilbert变换解包络，形成具有有限新息率的脉冲信号，利用低速采样系统实现了脉冲超声检测信号的低速采样。通过零化滤波器方法从低速采样信号中解算出了脉冲超声检测信号的峰值时刻点，实现了对检测信号的参数估计。通过加入加性高斯白噪声验证了该采样方法对噪声的适应能力。试验结果表明，该低速采样方法可减少信号的采集数据量，并准确估计出峰值到达时刻点。

脉冲信号；超声波；有限新息率；Hilbert变换；参数估计

香农采样定理[1]指出，重建信号的最小采样速率为其带宽信号最高频率的两倍，并描述了实现这个最小速率的采样和重建方案。有限新息率(Finite Rate of Innovation, FRI)理论[2]是传统香农采样定理和次奈奎斯特采样理论[3]相结合的信号采样新方案，最早由Vetterli等人提出来。目前，FRI理论已经在一些领域得到应用，如：心电图分析、医学超声成像、雷达探测等[4-6]。该采样理论的前提是信号在单位时间内具有有限个数目的自由度(即，新息率)，以低于奈奎斯特速率的新息率采样，并能完好重构原信号。

脉冲超声检测信号并非严格意义上的FRI信号，因此，无法在原信号上直接采用FRI采样。……