[发明专利]ATEM发射机发射电流PWM噪声的去噪方法

说明书

本发明涉及一种ATEM发射机发射电流PWM噪声的去噪方法,利用小波变换对待去噪电压信号进行小波分解，并得到细节系数与尺度系数；应用Stein无偏似然估计阈值选取方法对采样波形的PWM噪声进行阈值选取；应用上一步骤所选取的阈值，对细节系数与尺度系数进行改进软硬阈值方法结合的去噪处理，然后重构得到不含噪的信号；输出不含噪的重构信号。用Stein无偏似然估计阈值选取方法和软硬阈值结合的处理方法进行小波系数处理，既保留了Stein无偏似然估计阈值选取方法保留的有效信号成分更多的优点，使用具有改进软硬结合阈值处理方法对阈值选取方法进行了补偿，采取两种方法结合的方式，最大限度的保留了原始信号，能使去噪效果更为明显。

技术领域

本发明涉及一种地球物理勘探设备的去噪方法，尤其是ATEM发射机发射电流PWM噪声的去噪方法。

背景技术

近年来，在电力电子领域，PWM控制技术的应用越来越广泛。尤其是在大功率发射机的应用方面，使用PWM控制策略对电压信号进行调制，可以达到很好的控制效果。但是，在输出波形达到预期效果的同时，在完整的频率范围内，尤其是在高频部分，PWM也会产生较大的噪声，并且几乎覆盖了原始的信号，从而不能观察到不失真的输出电压信号。

采用高通或低通滤波器的方法来去除噪声是最传统也是最简单的方法，由于PWM噪声大都集中在高频部分，因此可以使用LC低通滤波器来滤波，但是低通滤波器会把高频的有效信号部分同时滤除，会造成信号的失真。因此，更需要一种可以在全频范围内既可以滤除噪声信号又可以保留有效信号的滤波方法。在去噪的过程中，阈值的选取非常重要，好的阈值选取，可以有效降低失真度，从而获得更好的去噪效果。Stein无偏似然估计阈值选取方法是一种基于Stein无偏似然估计原理的自适应阈值获取方法，其特点是不易丢失混合信号中的有用信号，从而降低失真度。获得了阈值之后，对于阈值的处理同样是很重要，现有的阈值处理方法主要有软阈值与硬阈值两种方法。硬阈值是把小波系数的绝对值与阈值相比较，小于或等于阈值的小波系数设置为零，大于阈值的小波系数不变；软阈值处理则是把大于阈值的点变为该点与阈值的差值。硬阈值的处理方法容易出现间断，而软阈值虽然较为平滑，但去噪的效果不好。

ATEM发射机是一种发射双极性脉冲电流的发射装置，以低阻抗高感抗发射线圈为负载，产生大功率正负交变电流，激发出强烈的一次电磁场。但是由于ATEM发射机采用PWM脉冲宽度调制方式的控制策略，因此在测试发射波形时会产生干扰，采样波形如图2所示。因此本文采用电感很低的采样电阻接在发射机的输出端，最初用示波器测量输出电压波形，但由于精度较低，测量结果几乎全部都是噪声。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于Stein无偏似然估计阈值选取方法和改进软硬阈值结合阈值处理方法结合的ATEM发射机发射电流PWM噪声去噪方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

ATEM发射机发射电流PWM噪声的去噪方法，是基于Stein无偏似然估计阈值选取方法和改进软硬阈值结合阈值处理方法的结合，包括以下步骤：

A、利用小波变换对待去噪电压信号进行多层小波变换处理，并得到各层的细节系数与尺度系数；

B、应用Stein无偏似然估计阈值选取方法对待去噪电压波形的PWM噪声进行阈值选取；

C、应用步骤B所选取的针对PWM噪声的阈值，对细节系数与尺度系数进行改进的软、硬阈值结合的阈值处理；

D、重构得到去噪后的信号序列。

步骤B所述的阈值选取步骤为：

a、将步骤2所得的小波系数的平方按从小打到大的顺序排列，即：