[發(fā)明專利]基于V系統(tǒng)的信號去噪方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610099844.5
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105787444B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭芬紅;熊昌鎮(zhèn)
• 申請（專利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本發(fā)明涉及基于V系統(tǒng)的信號去噪方法，其包括：首先，對含噪信號進(jìn)行小波變換去噪后，計(jì)算該含噪信號的間斷點(diǎn)位置；然后，根據(jù)該間斷點(diǎn)位置對原含噪信號進(jìn)行分段，對每段信號進(jìn)行插值重采樣，使間斷點(diǎn)剛好落在V系統(tǒng)的分段處；最后，對每段信號進(jìn)行V系統(tǒng)的傅立葉－V級數(shù)展開，保留滿足閾值要求的系數(shù)進(jìn)行信號重構(gòu)，對重構(gòu)后的信號重采樣后得到去噪信號。根據(jù)本發(fā)明方法不僅能夠有效地提高了信號檢測的魯棒性，還能夠充分利用了V系統(tǒng)的再生性質(zhì)，得到很好的去噪效果，從而極大地減少了重構(gòu)信號過程中出現(xiàn)的Gibbs現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于V系統(tǒng)的信號去噪方法，具體涉及采用小波變換檢測信號間斷點(diǎn)并對信號按間斷點(diǎn)重采樣后進(jìn)行進(jìn)行V系統(tǒng)重構(gòu)信號的去噪方法。

背景技術(shù)

信號的產(chǎn)生及測量過程中都不可避免地引入噪聲，干擾了原始信號的分析與處理，因此涌現(xiàn)出很多信號去噪的方法。常見的信號去噪方法主要采用正交變換的有限項(xiàng)級數(shù)逼近信號的原理進(jìn)行去噪，常用的正交變換有傅立葉變換、正弦/余弦變換和小波變換，這些變換大都是用連續(xù)的正交基來逼近信號，在信號的奇異點(diǎn)處誤差較大，易導(dǎo)致Gibbs振蕩現(xiàn)象的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供一種基于V系統(tǒng)的信號去噪方法，其目的在于利用V系統(tǒng)的再生性對信號進(jìn)行去噪。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于V系統(tǒng)的信號去噪方法，其包括：

步驟一：對含噪信號進(jìn)行間斷點(diǎn)檢測；

步驟二：按間斷點(diǎn)分割對信號分段后對分段信號進(jìn)行重采樣；

步驟三：對重采樣后的分段信號進(jìn)行V系統(tǒng)展開去噪后重構(gòu)信號。

步驟一進(jìn)一步包括：

步驟11對長度為N的含噪信號S(t),t＝1,2,...,N進(jìn)行小波變換，然后采用Heursure閾值法對含噪信號S(t)進(jìn)行初步去噪分析得到恢復(fù)信號S'(t)；

步驟12對恢復(fù)信號S'(t)進(jìn)行一層小波變換，使用小波變換后的高頻部分重構(gòu)信號得到信號S'(t)的細(xì)節(jié)信號D1(t),t＝1,2,...,N，找出D1(t)的最大值記為maxd1，記錄D1(t)信號中大于t1*maxd1閾值的位置，將得到的所有間斷點(diǎn)位置存儲在間斷位置x(i),i＝1,2,...,M,其中t1為經(jīng)驗(yàn)閾值，在此取0.2，M為檢測到的間斷點(diǎn)個數(shù)；

步驟13按間斷位置x(i),i＝1,2,...,M，將含噪信號S(t)分割成M+1段，找出M+1段信號長度的最大值記為maxL，然后計(jì)算大于等于maxL的最接近的能表示成2ⁿ的整數(shù)N_s＝2ⁿ。

步驟二是指，將M+1段信號都采用分段三次Hermit多項(xiàng)式插值算法重采樣成長度為N_s＝2ⁿ點(diǎn)的重采樣信號，該重采樣信號記為S_i(t),t＝1,2,...,N_s，并記錄各分段段信號重采樣前后的對應(yīng)位置信息表P_i(t),t＝1,2,...,N_i,其中N_i為第i段信號的長度。

步驟三是指，對重采樣的分段信號按V系統(tǒng)展開成傅立葉-V級數(shù)，接著對每個分段信號的傅立葉-V級數(shù)進(jìn)行閾值去噪后重構(gòu)分段信號拼接生成最后的去噪信號。

步驟三進(jìn)一步包括：

步驟31對重采樣信號S_i(t)進(jìn)行V系統(tǒng)的傅立葉－V級數(shù)展開，得到傅立葉－V級數(shù)的系數(shù)，a(k),k＝1,2,...,N_s

其中V_k(t)為V系統(tǒng)第k個基函數(shù)的第t個值；