[发明专利]一种基于经验模态分解与小波分析的信号联合去噪方法有效

专利信息
申请号: 201510049964.X 申请日: 2015-01-30
公开(公告)号: CN104636609B 公开(公告)日: 2017-12-19
发明(设计)人: 任春辉;谢东;付毓生;张世合 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: G06F19/00 分类号: G06F19/00;G06F17/50
代理公司: 成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232 代理人: 葛启函
地址: 611731 四川省成*** 国省代码: 四川;51
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摘要: 发明属于信号处理技术领域,尤其涉及低信噪比下加性高斯白噪声信号的去噪方法。本发明根据信号的自相关性,对信号求自相关,所述信号的自相关函数在零点处取得最大值,幅度随着时间差的变化而变化,并不会很快的衰减到很小的值。对混有高斯白噪声的信号进行EMD分解,由于EMD分解的性质,高斯白噪声已不再是真正的白噪声,但白噪声的统计特性近似存在,即所述混有高斯白噪声的信号的自相关函数在零点取得最大值,幅值随着时间差的变化而变化,但其随着时间的衰减很快。利用这种差异可以选取出噪声起主导作用的IMF分量有效降低噪声对信号的影响。在低信噪比条件下,本发明的去噪性能优于传统方法,能够在价低信噪比条件下完成信号去噪。
搜索关键词: 一种 基于 经验 分解 分析 信号 联合 方法
【主权项】:
一种基于经验模态分解与小波分析的信号联合去噪方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、对接收信号进行EMD分解,得到m个IMF分量;S2、分别求取S1所述m个IMF分量的自相关函数,并选取出界值点K,所述界值点K为S1所述接收信号的IMF分量中信号主导部分和噪声主导部分的分界点,其中,1<K<m;S3、根据公式对IMF1‑IMFK进行阈值处理得到第j个IMF分量的阈值T0(j),其中,N为S1所述接收信号的长度,IMFj表示第j个IMF分量,1≤j≤K;S4、对比S3所述第j个IMF分量的阈值与第j个IMF分量内元素的大小,具体为:若IMFj(i)≥T0(j),则判定第j个IMF分量内元素i为S1所述接收信号的真实信号部分,转到S5,若IMFj(i)<T0(j),则判定第j个IMF分量内元素i为S1所述接收信号的噪声部分,对所述元素i赋值为0;S5、根据量化函数IMFj(i)=sign(IMFj(i))×(|IMFj(i)|‑λ*T0(j))对S4所述第j个IMF分量内元素i进行阈值量化,得到量化后的IMF分量,其中,λ=0.3,i为不为零的自然数;S6、将S5所述的量化后的IMF分量与IMFK+1‑IMFm一起通过重构函数进行信号重构,完成信号一级处理,其中,n为离散变量;S7、对S6所述完成信号一级处理的信号进行N2层平稳小波分解,得到小波系数细节部分和近似部分;S8、根据公式T1(f)=resort(index)对S7所述小波系数的细节部分进行阈值处理得到第f层细节部分的阈值T1(f),所述resort(*)表示第f层绝对值|SWDf|的降序排列序列,索引index按照公式给出,其中,α1,α2均为试验常数参量,N1为S6所述完成信号一级处理的信号长度,1≤f≤N2;S9、比较S8所述第f层细节部分的阈值T1(f)和第f层细节部分的第g个元素SWDf(g)的大小,若SWDf(g)≥T1(f),则进行阈值量化,若SWDf(g)<T1(f),则判定为噪声分量,赋值SWDf(g)=0;S10、利用平稳小波逆变换函数完成次级信号重构:根据S9所述阈值量化后的细节部分和第N2层的近似部分,利用平稳小波逆变换函数完成信号重构。
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