[發明專利]一種基于硬閾值判決的窄帶信號增強方法

在審

• 申請號: 202111348081.0
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN114063048A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 劉旭妍
• 申請（專利權）人: 劉旭妍
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539
• 代理公司: 北京沃知思真知識產權代理有限公司 11942
• 代理人: 王妮

1.一種基于硬閾值判決的窄帶信號增強方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、對原始采集數據進行解相關時間延遲，作為自適應濾波器的時域輸入；

步驟二、對時域原始采集數據進行滑動離散傅里葉變換(SDFT)，獲得頻域數據；

步驟三、初始化頻域自適應權值，將其與頻域數據相乘得到自適應濾波器的時域輸出；

步驟四、用原始采集數據減去自適應濾波器的時域輸出，得到估計誤差；

步驟五、利用迭代公式對頻域自適應權值進行更新，并采用硬閾值判決保留幅度較高的權值，剔除幅度較低的權值；

步驟六、重復步驟一至步驟五直至收斂。

2.根據權利要求1所述的基于硬閾值判決的窄帶信號增強方法，其特征在于，用于步驟一中，對原始采集數據進行解相關時間延遲，作為自適應濾波器的時域輸入，其計算方式如下：

x(n-Δ)＝[x(n-Δ)，x(n-Δ-1)，…，x(n-Δ-N+1)]^T

其中，x(n)，n＝1，2，…表示系統時域采集數據，N表示設置的自適應濾波器階數，Δ表示解相關延遲時間，(·)^T表示轉置運算。

3.根據權利要求1所述的基于硬閾值判決的窄帶信號增強方法，其特征在于，用于步驟二中，對時域原始采集數據進行滑動離散傅里葉變換(SDFT)，獲得頻域數據，其計算方式如下：

X_i(n-Δ)＝[X_i(n-1-Δ)-x(n-N-Δ)+x(n-Δ)]e^j2πi/N，i＝0，…，N-1

其中，X_i(n-Δ)表示該時刻的頻域數據，X_i(n-1-Δ)表示上一時刻的頻域數據，x(n-Δ)表示該時刻的時域輸入數據，x(n-N-Δ)表示比該時刻早N個時刻的時域輸入數據，e^j2πi/N表示指數項。

4.根據權利要求1所述的基于硬閾值判決的窄帶信號增強方法，其特征在于，用于步驟三中，初始化頻域自適應權值，將其與頻域數據相乘得到自適應濾波器的時域輸出，其計算方式如下：

y(n)＝W^H(nn)X(n-Δ)

其中，X(n-Δ)表示頻域數據向量，W(n)表示頻域自適應權值向量，(·)^H表示共軛轉置運算。

5.根據權利要求1所述的基于硬閾值判決的窄帶信號增強方法，其特征在于，用于步驟四中，用原始采集數據減去自適應濾波器的時域輸出，得到估計誤差，其計算方式如下：

e(n)＝x(n)-y(n)

6.根據權利要求1所述的基于硬閾值判決的窄帶信號增強方法，其特征在于，用于步驟五中，利用迭代公式對頻域自適應權值進行更新，并采用硬閾值判決保留幅度較高的權值，剔除幅度較低的權值，表示為：

W(n+1)＝H_s(W(n)+μe(n)X(n-Δ))

其中，W(n+1)為新的自適應權值，μ為迭代步長，H_s(·)表示硬門限判決，其作用是保留自適應權值向量中最大的s個元素，而其他元素直接置零。