[發明專利]一種基于智能優化算法的微弱信號噪聲剝離方法有效
| 申請號: | 202010175938.2 | 申請日: | 2020-03-13 |
| 公開(公告)號: | CN111368778B | 公開(公告)日: | 2022-05-27 |
| 發明(設計)人: | 林海軍;鄭兆恒;趙煙橋;張旭輝;張旭;葉劍波;梁肇聰;彭旺林;黃文峰 | 申請(專利權)人: | 哈爾濱理工大學 |
| 主分類號: | G06K9/00 | 分類號: | G06K9/00 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 基于 智能 優化 算法 微弱 信號 噪聲 剝離 方法 | ||
本發明一種基于智能優化算法的微弱信號噪聲剝離方法屬于數字信號處理技術領域,該方法針對本發明團隊在先申請發明專利《一種微弱信號噪聲剝離方法》中算法耗時長的問題,對該專利提出的五種算法進行改進,通過引入智能優化算法,使得算法在評價函數出現極值時自動跳出循環;仿真結果表明,因為方法中評價函數出現極值時為局部最優而非全局最優,所以會與在先申請發明專利《一種微弱信號噪聲剝離方法》中的結果有一定差異,但是這種差異很小,因此認為取得了能夠接受的噪聲剝離結果,重要的是,本發明可以大幅降低算法執行時間,提高執行效率,有利于對微弱信號進行實時檢測。
技術領域
本發明一種基于智能優化算法的微弱信號噪聲剝離方法屬于數字信號處理技術領域,具體涉及一種微弱信號檢測方法。
背景技術
微弱信號檢測技術在自動化、電子工程、物理、化學、生物醫學工程、核技術、測試技術與儀器等領域具有廣泛應用,是電子噪聲、低噪聲設計、電磁兼容性、微弱信號檢測工程技術人員必備的專業知識。
由于噪聲的強度遠遠大于有用信號,有用信號完全被噪聲所淹沒,因此微弱信號檢測的難度大于普通信號檢測。
隨著數字信號處理技術的發展,微弱信號檢測也出現了非常豐富的算法,應用較多的是各類自適應噪聲抵消,包括最陡下降法、最小均方算法、歸一化最小均方算法、卡爾曼濾波算法等等。
本發明團隊在之前的研究過程中,也提出了一種微弱信號噪聲剝離方法,并于2020年3月9日申請了發明專利《一種微弱信號噪聲剝離方法》,申請號:2020101594549。在這項專利中,我們通過建立評價函數,并從有用信號的預測值、干擾信號和噪聲信號中選擇兩個或三個進行運算,利用評價函數的極值確定有用信號,然而,對該算法進行仿真驗證的時候,發現需要設置與位數相同的循環數,具體是對于八位數據要采用八重循環的方法,程序執行耗時極長,這樣的執行效率,很難對微弱信號進行實時檢測。
發明內容
針對本發明團隊申請發明專利《一種微弱信號噪聲剝離方法》中算法耗時長的問題,本發明在該專利的基礎上,引入智能優化算法,提出了一種基于智能優化算法的微弱信號噪聲剝離方法,通過學習,自動在評價函數出現極值時跳出,進而可以大幅降低算法執行時間,提高執行效率,有利于對微弱信號進行實時檢測。
本發明的目的是這樣實現的:
一種基于智能優化算法的微弱信號噪聲剝離方法,包括以下步驟:
步驟a、確定有用信號的范圍,其中,幅值上限為xmax,幅值下限為xmin;
步驟b、確定有用信號的細分數N;
步驟c、根據干擾信號或噪聲信號或有用信號的位數n,確定循環數n;
還包括以下步驟:
步驟d、確定有用信號為最高位為xmax,最低位為xmin,N進制,每一位最小步進單位為d=(xmax-xmin)/N的數據結構;其中,xminxmin…xminxmin為有用信號初值;
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