[發明專利]基于去噪處理的實測海雜波建模方法

有效

• 申請號: 201510412349.0
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN105022044B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 鹿浩;鮑星星;曹寧;汪飛;胡居榮
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/88
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于去噪處理的實測海雜波建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：采用小波去噪法計算并去除實測海雜X的外部噪聲N_X，同時計算出純海雜波X_deno和雜噪比R_CN；

去除實測海雜X的外部噪聲N_X的具體方法如下：

步驟1-1)對實測海雜波進行小波分解，采用db2小波基構造小波，分解層數為5；

步驟1-2)對小波分解得到的噪聲部分進行HeurSure閾值處理；

步驟1-3)依據小波分解后得到的第5層低頻系數和閾值處理后得到的1～5層高頻系數，對步驟1-1)用于分解實測海雜波的小波進行重構，利用重構得到的小波完成對實測海雜波的去噪處理；

步驟二：分析去除的外部噪聲N_X的統計特性，根據N_X的統計特性，采用與N_X統計特性吻合的統計模型生成一個仿真外部噪聲N_Z，并保證其雜噪比依然為R_CN；

步驟三：采用MF-DFA計算純海雜波X_deno的多重分形參數，包括q階廣義Hurst指數h(q)、質量指數τ(q)、奇異指數α(q)和多重分形譜f(α)，其中：q表示階數；

步驟四：從計算出的多重分形參數中提取q>0部分的h(q)以及其對應的f(α)，記作h'(q),f'(α)；

步驟五：將純海雜波X_deno劃分為n個分形小區域，其中：n＝length(h'(q))，并計算出不同分形子集中元素的個數l＝n×f'(α)；

步驟六：根據h'(q)產生相應的單一分形子集F_i＝{f_ij}，其中：i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,M，M為仿真數據的長度；

步驟七：根據模型的數學表達形式得到仿真純海雜波數據Z_deno；疊加仿真外部噪聲N_Z，得到仿真海雜波數據Z＝Z_deno+N_Z。

2.根據權利要求1所述的基于去噪處理的實測海雜波建模方法，其特征在于，步驟三中采用MF-DFA計算純海雜波X_deno的多重分形參數的計算方法如下：

步驟3-1)任意參數q＝-20:1:20，采用MF-DFA計算去噪后實測海雜波的q階起伏函數：

步驟3-2)根據已有的研究設定尺度r的取值范圍為4≤r≤N/8，確定每個q對應的起伏函數與尺度的冪律關系F_q(r)∝r^h(q)，對該式兩邊取對數得到logF_q(r)＝h(q)·logr+const，對雙對數圖ln(F_q(r))～ln(r)上的點進行直線擬合，估計出直線的斜率，即為廣義Hurst指數h(q)；

步驟3-3)在廣義Hurst指數h(q)已求出的基礎上，根據以下公式求出下列多重分形參數：質量指數τ(q)＝qh(q)-1，奇異指數多重分形譜f(α)＝qα(q)-τ(q)。

3.根據權利要求1所述的基于去噪處理的實測海雜波建模方法，其特征在于，步驟六中單一分形子集的計算方法如下：

步驟6-1)采用Weiestrass函數法產生n個參數為h'(q(i))的簡單fbm信號ff_i；

步驟6-2)對信號ff_i進行分段采集得到單一分形子集的元素f_ij，每段采集的信號長度為M。