[發(fā)明專利]一種對原始數(shù)據(jù)低失真的諧波噪聲干擾和白噪聲干擾的去除方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210068379.0
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102624349A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐立軍;孔德明;李小路
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H03H7/01
• 分類號: H03H7/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種對原始信號低失真的諧波噪聲干擾和白噪聲干擾去除方法，其特征在于包括以下四個步驟：

步驟一、根據(jù)諧波噪聲干擾信號的性質(zhì)，對觀測數(shù)據(jù)信號進(jìn)行分析，得出其中所包含的諧波噪聲干擾信號的諧波頻率值；

步驟二、對觀測數(shù)據(jù)信號y進(jìn)行重采樣；

當(dāng)觀測數(shù)據(jù)信號y的采樣頻率與諧波噪聲干擾信號r的基波頻率f₁為正整數(shù)倍關(guān)系時，直接進(jìn)行步驟三，當(dāng)觀測數(shù)據(jù)信號y的采樣頻率與諧波噪聲干擾信號r的基波頻率f₁之間不為正整數(shù)倍關(guān)系時，采用與諧波噪聲干擾信號r的基波頻率f₁成正整數(shù)倍且滿足采樣定理的最小值作為采樣頻率f_s對觀測數(shù)據(jù)信號y進(jìn)行重采樣；

步驟三、通過低通濾波器將觀測數(shù)據(jù)信號y中不包含諧波噪聲干擾的低頻率分量y_LP和包含諧波噪聲干擾的高頻率分量y_HP分別提取出來，并對高頻率分量y_HP進(jìn)行參數(shù)為f₁/f_s的下采樣處理，通過基線偏移的方法去除其各個下采樣子帶中的諧波噪聲干擾信號分量r_j[k]，再采用上采樣處理的方式對去除諧波噪聲干擾后的信號進(jìn)行重構(gòu)；

諧波噪聲干擾信號r的離散數(shù)學(xué)模型為：其中a_i，f_i和分別為第i階諧波噪聲干擾的幅值、頻率和初始相位變量，觀測數(shù)據(jù)信號y的離散數(shù)學(xué)模型表示為：其中x為原始數(shù)據(jù)信號，z為白噪聲干擾信號，當(dāng)觀測數(shù)據(jù)信號的采樣頻率f_s與諧波噪聲干擾的基波頻率f₁的比值f_s/f₁為一個正整數(shù)值時，在時域內(nèi)對觀測數(shù)據(jù)信號y進(jìn)行參數(shù)為f₁/f_s的下采樣處理，從y的第j個采樣點(diǎn)開始進(jìn)行，該下采樣子帶y_j中采樣點(diǎn)之間的離散時間間隔為t_j[k]＝k/f₁+j/f_s，其中k＝0，1，2，...，K-1，j＝0，1，2，...，f_s/f₁-1，K為該子帶的長度，j為該子帶的階數(shù)，將所得到的離散時間間隔t_j[k]代入諧波噪聲干擾信號r的離散數(shù)學(xué)模型中得：即觀測數(shù)據(jù)信號y的第j階下采樣子帶中所包含的諧波噪聲干擾信號分量r_j[k]為一個常數(shù)值，通過基線偏移的方法將其去除，由于觀測數(shù)據(jù)信號y的直流分量會影響對各個下采樣子帶中的諧波噪聲分量r_j[k]進(jìn)行準(zhǔn)確的估計，因此采用截止頻率為f_c(f_c＜f₁)的低通濾波器F_LP對觀測數(shù)據(jù)信號進(jìn)行低通濾波，將觀測數(shù)據(jù)信號的低頻率分量y_LP提取出來，對應(yīng)的高頻率分量為y_HP＝y(tǒng)-y_LP，y的直流分量僅包含于其低頻率分量y_LP中，對高頻率分量y_HP進(jìn)行參數(shù)為f₁/f_s的下采樣處理，各個下采樣子帶的基線為其算術(shù)平均值通過基線偏移歸零的方法：將各個下采樣子帶中所包含的諧波噪聲干擾信號分量去除，得到去除諧波噪聲干擾后的下采樣子帶信號對去除諧波噪聲干擾后的下采樣子帶信號進(jìn)行參數(shù)為f_s/f₁的上采樣重構(gòu)處理，得到高頻率分量將其與觀測數(shù)據(jù)信號y的低頻率分量y_LP疊加，得到去除諧波噪聲干擾后的信號將的采樣頻率f_s還原為觀測數(shù)據(jù)信號y的采樣頻率初始值，完成諧波噪聲干擾的去除過程；

步驟四、對去除諧波噪聲干擾后的信號進(jìn)行去除白噪聲干擾的處理。