[發明專利]一種對原始數據低失真的諧波噪聲干擾和白噪聲干擾的去除方法

有效

• 申請號: 201210068379.0
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102624349A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 徐立軍;孔德明;李小路
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 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

【技術領域】

本發明是一種對原始數據低失真的諧波噪聲干擾和白噪聲干擾的去除方法，它主要利用多重信號分類法提取觀測數據信號中包含的諧波噪聲干擾的頻率值，利用與諧波噪聲干擾的基波頻率成正整數倍的采樣頻率對觀測數據信號進行重采樣，利用下采樣的方法對重采樣后的觀測數據信號進行處理，利用基線偏移的方法將各個下采樣子帶中的諧波噪聲干擾去除，利用上采樣的方法對去除諧波噪聲干擾后的信號進行重構，利用正交小波分解方法對信號進行處理，利用閾值去噪的方法將各個小波細節子帶中的白噪聲干擾去除，并通過小波重構方法得到去除諧波噪聲干擾和白噪聲干擾后的觀測數據信號。

【背景技術】

目前，主要通過應用自適應陷波濾波器對觀測數據信號進行濾波來去除其中所包含的諧波噪聲干擾。該方法通過構造與諧波噪聲干擾信號的頻譜特征相吻合的陷波濾波器對觀測數據信號進行濾波處理，將諧波噪聲干擾信號從觀測數據信號中去除。在實際應用中，構建自適應陷波濾波器的過程復雜，并且該濾波方法在去除諧波噪聲干擾的過程中對原始數據信號存在衰減作用。

目前，主要通過應用閾值去噪的方法對白噪聲干擾進行去除，在實際應用中，當對同時包含有諧波噪聲干擾和白噪聲干擾的觀測數據信號直接采用閾值去噪法去除其中所包含的白噪聲干擾時，觀測數據信號中所包含的諧波噪聲干擾信號會造成所選取的去噪閾值過大，導致在去噪過程中對原始數據信號產生衰減。

當包含諧波噪聲干擾和白噪聲干擾的觀測數據信號的采樣頻率與其所包含的諧波噪聲干擾的基波頻率成正整數倍關系時，其諧波噪聲干擾分量在觀測數據信號的各個下采樣子帶中為常數值，通過基線偏移方法將該常數值去除，在去除諧波噪聲干擾的同時，可以避免對原始數據信號造成衰減。對去除諧波噪聲干擾的觀測數據信號進行正交小波分解，并對其各個小波細節子帶采用閾值去噪的方法去除其中所包含的白噪聲干擾，采用這樣的方法可以避免直接采用閾值去噪方法所造成的原始數據信號衰減。

【發明內容】

本發明是一種對原始數據低失真的諧波噪聲干擾和白噪聲干擾的去除方法。利用采樣頻率與諧波噪聲干擾信號的基波頻率之間的對應關系，對觀測數據信號進行重采樣，再經過下采樣處理，重采樣后的觀測數據信號中所包含的諧波噪聲干擾分量在其各個下采樣子帶中為常數值，通過基線偏移的方法將各個子帶中的該常數分量去除，實現諧波噪聲干擾的去除。對去除諧波噪聲干擾的觀測數據信號進行正交小波分解，并采用閾值去噪的方法去除其各個小波細節子帶中所包含的白噪聲干擾，由于排除了諧波噪聲干擾的影響，所選取的閾值僅由各個小波細節子帶中所包含的白噪聲干擾分量決定，從而提高了去除白噪聲干擾的準確度。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明的一種對原始數據低失真的諧波噪聲干擾和白噪聲干擾去除方法，步驟如下：

步驟一、根據諧波噪聲干擾信號的性質，對觀測數據信號進行分析，得出其中所包含的諧波噪聲干擾信號的諧波頻率值。

可利用多重信號分類(MUSIC)算法，通過對觀測數據信號y的協方差矩陣進行特征空間分解，得到觀測數據信號y中所包含的諧波噪聲干擾信號r的諧波頻率值，將其按從小到大的順序排列得到f_i(i＝1，2，...，N)，使其滿足：f_i＝i·f₁的關系，則f₁為該諧波噪聲干擾信號的基波頻率。

步驟二、對觀測數據信號y進行重采樣。

如果觀測數據信號y的采樣頻率與諧波噪聲干擾信號的基波頻率f₁為正整數倍關系，直接進行步驟三，如果觀測數據信號y的采樣頻率與諧波噪聲干擾信號的基波頻率f₁之間不為正整數倍關系，采用與諧波噪聲干擾信號的基波頻率f₁成正整數倍關系并且滿足采樣定理的最小數值作為采樣頻率f_s對觀測數據信號y進行重采樣。

步驟三、通過低通濾波器將觀測數據信號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進行參數為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]。