[发明专利]一种基于DVS振动监测信号的预处理方法及系统

权利要求书

1.一种基于DVS振动监测信号的预处理方法，其特征在于：包括，

连接DVS与待监测光缆监测分布式振动信号，建立基于所述振动信号的时间和空间的二维分布数据；

基于所述二维分布数据，选取无振动时刻的数据和第k个空间点的信号，利用傅里叶变换分别计算其与所述振动信号中第k个空间点的所述信号的幅值和相位，得到所述第k个空间点的谱减法结果；

对所述第k个空间点进行傅里叶变换的逆变换，得到去噪后的信号；

计算所述去噪后信号各点时间域均值并对各空间点时间域均值进行平滑处理；

利用平滑处理后的所述信号分别去除空间域的趋势化及直流量和时间域的趋势化，完成预处理。

2.如权利要求1所述的基于DVS振动监测信号的预处理方法，其特征在于：建立基于所述振动信号的时间和空间的二维分布数据，包括，

定义待测光纤的长度为L，每次采集时间长度为T，系统的事件采样率为Fs，系统在光纤长度上(即空间上)采集M个点，时间上采集N个点；

对所测得的振动数据按照“空间-时间”整理为大小为M×N的二维数组X，其元素X(k,j)定义为空间点k在时刻j的振动信号强度；

利用X(k,:)表示X中第k个空间点全部时刻的振动信号，则X(k,:)表示为大小为的行向量。

3.如权利要求2所述的基于DVS振动监测信号的预处理方法，其特征在于：利用傅里叶变换分别计算其与所述振动信号中第k个空间点的所述信号的幅值和相位，包括，

对X0中第k个空间点的信号序列X0(k,:)进行快速傅里叶变换，变换后的信号序列表示为F0＝A0+B0*i，其中A0表示快速傅里叶变换后信号的实部序列，B0*i表示快速傅里叶变换后信号的虚部序列，i为单位虚数；

利用Amp0表示变换后信号的幅值序列，Angle0表示变换后信号的相位角序列，则：

对振动数据X中第k个空间点的信号X(k,:)进行快速傅里叶变换，变换后的信号表示为F＝A+B*i，其中A表示快速傅里叶变换后信号的实部序列，B*i表示快速傅里叶变换后信号的虚部序列，i为单位虚数；

利用Amp表示变换后信号的幅值序列，Angle表示变换后信号的相位角序列，则：

4.如权利要求1或3所述的基于DVS振动监测信号的预处理方法，其特征在于：所述第k个空间点的谱减法结果，包括，

计算原信号与噪声信号的幅度差值，定义去噪后的幅度与相位角分别为Amp_new、Angle_new；

则相位角Angle_new可维持不变，如下：

Angle_new＝Angle

所述谱减法后的频谱Y_new即为：

Y_new＝Amp_new·sin(Angle_new)+Amp_new·cos(Angle_new)·i

5.如权利要求3所述的基于DVS振动监测信号的预处理方法，其特征在于：对所述第k个空间点进行傅里叶变换的逆变换，得到去噪后的信号，包括，

对Y_new进行傅里叶变换的逆变换，并取其实部，得到的序列记为x_k，则x_k为X(k,:)经过频谱减法去噪后的信号，表现大小为1×N的行向量；

k依次取1,2,3,…,M，均按照以上步骤进行处理，得到每一个空间点的去噪后信号x₁,x₂,x₃，...,x_M，则二维数组X去噪后的信号X_filted即可表示为：