[发明专利]一种电磁频谱监测接收机信号自动检测方法

说明书

本发明公开了一种电磁频谱监测接收机信号自动检测方法，包括信号增强表征和集成学习判别，信号增强表征用于求出每个信号的频谱在不同尺度下的局部均值差异、局部中值差异和局部形态学处理差异，之后形成增强表征矩阵。集成学习判别包括分支检测器学习和集成检测器学习，首先用多个信号的增强表征矩阵构成信号检测训练样本集，分配样本子集训练分支检测器，并记录检测结果；然后用检测结果构造集成学习训练样本集，训练集成检测器。集成检测器训练完成后，将分支检测器和集成检测器组合，由集成检测器输出最终的自动信号检测结果。本发明具有较强的信号表征能力和信号辨识能力，进而可实现良好的信号检测准确性和稳定性。

技术领域

本发明涉及电磁频谱监测接收机领域，具体涉及一种电磁频谱监测接收机信号自动检测方法。

背景技术

在电磁频谱监测任务中，需要从大范围的频谱中检测出感兴趣信号，为后续信号分析、解调和记录等操作提供基础。传统的信号检测工作主要由工作人员手动完成，对工作人员的操作水平、信号辨识水平有很高的要求，检测结果易受工作人员主观因素影响而不稳定。此外，人工检测信号的速度慢，无法满足信号密集条件下的快速检测需求。因此，自动信号检测功能对于电磁频谱接收机的重要性日益显著。

现有自动信号检测方法主要通过信号与频谱背景能量幅度的差异来自动检测信号，首先通过均值滤波或中值滤波方法求出判别阈值，然后将频谱中不同频率处的局部分量与阈值比较。若幅度大于等于阈值，则判断相应频率存在信号；若幅度小于阈值，则认为相应频率不存在信号。现有技术存在的缺点是：(1)对微弱信号的检测率低，会漏检低强度信号；(2)对强起伏频谱背景适应能力差，在强起伏频谱背景下会产生大量错误检测结果。因此，现有技术无法有效区分信号和复杂的强起伏频谱背景，导致检测准确度低下，无法满足复杂电磁环境下的信号自动检测需求。

发明内容

针对现有技术存在的无法有效区分信号和复杂的强起伏频谱背景，导致检测准确度低下的问题，本发明提供了一种电磁频谱监测接收机信号自动检测方法，提高信号自动检测的有效性。

本发明采用以下的技术方案：

一种电磁频谱监测接收机信号自动检测方法，包括以下步骤：

步骤1：信号增强表征

步骤1.1：求出每个信号的频谱在不同尺度下的局部均值差异、局部中值差异和局部形态学处理差异；

步骤1.2：每个信号的局部均值差异、局部中值差异和局部形态学处理差异与原始频谱数据拼接为一个增强表征矩阵；

步骤2：集成学习判别

进行分支检测器学习和集成检测器学习；

步骤2.1：多个信号的增强表征矩阵构成信号检测训练样本集，从信号检测训练样本集中抽取的m个子集训练m个分支信号检测器；

步骤2.2：m个分支检测器训练完成后，采用分支检测器处理全体训练样本，可得到m组检测结果，将m组检测结果合并可构成集成学习训练样本集，利用集成学习训练样本集训练集成检测器；

步骤2.3：集成检测器训练完成后，将分支检测器和集成检测器组合，即分支检测器的处理结果作为集成检测器的输入，由集成检测器输出最终的自动信号检测结果。

优选地，局部均值差异d_mean()的定义为：

其中，f代表频率，s代表求解局部均值差异的尺度参数，f'代表用于计算的当前数据点频率，s_i()代表待处理频谱；

局部中值差异d_median()的定义为：