[發(fā)明專利]基于小波熵與稀疏度的電纜局放信號(hào)自適應(yīng)小波去噪方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011206541.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112380934B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫浩飛;翟璐;趙學(xué)風(fēng);徐陽(yáng);段瑋;蒲路;毛辰;尚宇;琚澤立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院;西安交通大學(xué);國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司
• 主分類號(hào): G06F18/10
• 分類號(hào): G06F18/10;G01R31/12
• 代理公司: 北京前審知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11760
• 代理人: 張靜

1.一種基于小波熵與稀疏度的電纜局放信號(hào)自適應(yīng)小波去噪方法，包括以下步驟：

S100：采集待去噪的電纜局部放電信號(hào)s(n)，并建立小波庫(kù)；

S200：根據(jù)待去噪的電纜局部放電信號(hào)s(n)的小波熵，選擇用于對(duì)所述待去噪的電纜局部放電信號(hào)s(n)進(jìn)行小波分解的最優(yōu)基小波；

S200包括：

S201：計(jì)算所采集的待去噪的電纜局部放電信號(hào)s(n)的最大分解尺度J_max；

S202：給定包含有Daubechies、Symlet和Coiflet小波的小波庫(kù){ψ_i：i＝1，2，…，N}，并在j尺度下依次選擇小波庫(kù)中的小波對(duì)電纜局部放電信號(hào)s(n)進(jìn)行單尺度離散小波變換，得到j(luò)尺度下的小波近似系數(shù)分量a_j⁽ⁱ⁾，并計(jì)算近似系數(shù)分量a_j⁽ⁱ⁾的小波熵；

S203：將所述小波熵存儲(chǔ)到熵向量WE_i中，選取熵向量WE_i中小波熵最小的小波ψ_p(1≤p≤N)作為j尺度下的最優(yōu)基小波；

S204：將所述ψ_p應(yīng)用于j尺度的s(n)的離散小波變換，得到近似系數(shù)a_j^(p)和細(xì)節(jié)系數(shù)d_j^(P)；

S205：將所述近似系數(shù)a_j^(P)作為下一尺度離散小波變換的輸入信號(hào)，當(dāng)達(dá)到步驟S201中所述的最大分解尺度J_max時(shí)，則獲得每個(gè)尺度下的小波分解的最優(yōu)基小波；

S300：根據(jù)待去噪的電纜局部放電信號(hào)s(n)的稀疏性，選擇用于對(duì)所述待去噪的電纜局部放電信號(hào)s(n)進(jìn)行小波分解的最優(yōu)分解尺度；

S400：基于步驟S200所選擇的最優(yōu)基小波，并根據(jù)步驟S300所選擇的最優(yōu)分解尺度對(duì)待去噪的電纜局部放電信號(hào)s(n)進(jìn)行小波分解，獲得最高分解尺度J處的低頻系數(shù)分量，即近似系數(shù)α_J，以及獲得各分解尺度j處的高頻系數(shù)分量，即細(xì)節(jié)系數(shù)d_j，其中，j＝1，2，…，J；

S500：根據(jù)通用閾值法，計(jì)算第j層小波系數(shù)的小波閾值thr_j；

S600：對(duì)第j層的細(xì)節(jié)系數(shù)d_j進(jìn)行閾值量化處理，利用H-S閾值函數(shù)濾除絕對(duì)值小于小波閾值thr_j的小波系數(shù)，利用H-S閾值函數(shù)削弱絕對(duì)值大于小波閾值thr_j的小波系數(shù)，得到第j層的閾值化細(xì)節(jié)系數(shù)d_j′；

S700：利用離散小波逆變換對(duì)所述近似系數(shù)α_J和所述閾值化細(xì)節(jié)系數(shù)d_j′進(jìn)行重構(gòu)，獲得去噪后的電纜局部放電信號(hào)s(n)′。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟S100中，所述小波庫(kù)由Daubechies、Symlet和Coiflet小波組成，且基小波選取的范圍分別為db2～db20，sym2～sym20，coif1～coif5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟S201中，所述待去噪的電纜局部放電信號(hào)s(n)的最大分解尺度J_max由matlab中的自帶函數(shù)floor(log₂N)給出。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟S202中，所述近似系數(shù)a_j⁽ⁱ⁾的小波熵通過(guò)下式獲得：

其中，E_j是小波系數(shù)在分解尺度j處的能量，{W_j，i}是通過(guò)j尺度小波變換得到的小波系數(shù)，j表示分解尺度，且j＝1，2，…，J_max；i表示W(wǎng)_j，i中的元素序號(hào)，且i＝1，2，…，n_j，n_j是j尺度小波系數(shù)的長(zhǎng)度；為小波系數(shù)在尺度j上的能量概率分布，且∑_ip_i＝1。