[发明专利]转子碰摩声发射信号降噪方法

权利要求书

1.一种基于共轭梯度法与自适应广义形态滤波的转子碰摩声发射信号降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：取含噪碰摩声发射信号；

步骤2：对步骤1所获得的含噪碰摩声发射信号分别进行广义开-闭与闭-开滤波，得到广义开-闭与闭-开滤波器的输出信号；

步骤3：设定广义开-闭与闭-开滤波器的初始权系数为0.5，运用共轭梯度法实现广义开-闭与闭-开滤波器的权系数自适应变换到最优值；

步骤4：将步骤2所得到的广义开-闭与闭-开滤波器的输出信号按步骤3所得的权系数最优值比例合并，得到降噪后的转子碰摩声发射信号。

2.根据权利要求1所述的基于共轭梯度法与自适应广义形态滤波的转子碰摩声发射信号降噪方法，其特征在于，所述步骤3所述的运用共轭梯度法实现广义开-闭与闭-开滤波器的权系数自适应变换到最优值，其算法步骤如下：

a)设定含噪碰摩声发射信号x(n)＝s(n)+u(n)，n＝1，2，...，N，其中x(n)是含噪碰摩声发射信号，s(n)是无噪声的理想碰摩声发射信号，u(n)是各种噪声干扰；

b)将步骤a)所述的含噪碰摩声发射信号进行广义开-闭与闭-开滤波；广义开-闭与闭-开滤波器的输出分别为y₁(n)、y₂(n)，则广义开-闭与闭-开滤波器的加权组合输出为：其中a_i(i＝1，2)为权系数序列；

c)步骤b)所述的广义开-闭与闭-开滤波器的加权组合输出信号y(n)的均方差为：E[e²(n)]＝E[|s(n)-y(n)|²]；为简化计算，取单个误差样本的平方e²(n)代替E[e²(n)]，则e²(n)对权系数序列a_i(i＝1，2)的梯度为：

▿e2(n)=∂[e2(n)]∂a1(n)∂[e2(n)]∂a2(n)T=grad1grad2T;]]>

d)第k次迭代时单个误差样本为[e(n)]^k＝y^k-1(n)-y^k(n)，这里用y^k-1(n)代替s(n)，由步骤c)可知其梯度为：

e)用FR方法计算系数根据步骤d)计算出的与可得：其中i＝1，2；

f)根据步骤d)计算出的与和步骤e)计算出的计算方向向量的各个分量：i＝1，2；则权系数迭代公式为：初始权系数初始系数则

第一次迭代时取[e(n)]⁰＝x(n)-y⁰(n)，以上各式中上标k表示迭代次数；μ为步长参数。