一种相干噪声滤除方法及系统转让专利
申请号 : CN201810970715.8
文献号 : CN109145825B
文献日 : 2020-07-03
发明人 : 翟明岳
申请人 : 广东石油化工学院
摘要 :
权利要求 :
1.一种相干噪声滤除方法,其特征在于,包括:
获取实测功率信号参数;所述实测功率信号参数包括实测功率信号序列以及实测功率信号序列长度N;所述实测功率信号序列包括多个实测功率信号,所述实测功率信号为含有噪声的功率信号,N为所述实测功率信号的序号,N≥1;
从所述实测功率信号序列的第一个实测功率信号开始,采用迭代算法选取L个功率信号确定功率矢量;其中,L
根据所述功率矢量确定历史背景噪声;
根据所述历史背景噪声确定相干噪声滤波器的滤波参数;所述滤波参数包括规则化参数、滤波器阶数以及归一化步长;
利用极小化信号方差的优化准则,根据所述历史背景噪声确定所述相干噪声滤波器的权重;
获取待滤除实测功率信号的功率以及序号;
根据所述历史背景噪声、所述滤波参数、所述权重、所述待滤除实测功率信号的功率以及序号,滤除所述待滤除实测功率信号的背景噪声,确定无噪声的功率信号。
2.根据权利要求1所述的相干噪声滤除方法,其特征在于,所述根据所述功率矢量确定历史背景噪声,具体包括:获取所述实测功率信号的功率;
根据所述功率矢量确定平均功率;
根据所述实测功率信号的功率以及所述平均功率确定历史背景噪声。
3.根据权利要求1所述的相干噪声滤除方法,其特征在于,所述从所述实测功率信号序列的第一个功率信号开始,采用迭代算法选取L个功率信号确定功率矢量,具体包括:从所述实测功率信号序列的第一个功率信号开始,获取所述实测功率信号序列的当前序号j;j≥0;
初始化所述当前序号,并判断所述当前序号是否小于N-1,得到第一判断结果;
若所述第一判断结果表示为所述当前序号小于N-1,确定所述功率信号的数量L为所述当前序号,并获取从第一个功率信号开始至所述当前序号的实测功率信号作为第一功率矢量;
若所述第一判断结果表示为所述当前序号不小于N-1,确定第一个功率信号开始至所述当前序号的实测功率信号的背景噪声的均值以及方差;
根据所述均值以及所述方差确定第二功率矢量。
4.根据权利要求1所述的相干噪声滤除方法,其特征在于,所述根据所述历史背景噪声、所述滤波参数、所述权重、所述待滤除实测功率信号的功率以及序号,滤除所述待滤除实测功率信号的背景噪声,确定无噪声的功率信号,具体包括:判断所述待滤除实测功率信号的序号是否大于N,得到第二判断结果;
若所述第二判断结果表示为所述待滤除实测功率信号的序号不大于N,判断所述待滤除实测功率信号的序号是否小于L-1,得到第三判断结果;
若所述第三判断结果表示为所述待滤除实测功率信号的序号小于L-1,根据公式确定无噪声的功率信号,其中,v(n)为背景噪声,n为所述待滤除实测功率信号的序号,P(n+1)为序号为n+1的实测功率信号的功率,ω(n)为序号为n时的实测功率信号的权重,β为归一化步长,e(n+1)为序号为n+1时实测值与预测值之间的误差,ω(n+1)为序号为n+1时的实测功率信号的权重,T为功率数据的采样间隔,s(n+1)为序号为n+1的实测功率信号的无噪声的功率信号;ε为规则化参数;
若所述第三判断结果表示为所述待滤除实测功率信号的序号不小于L-1,根据公式确定无噪声的功率信号。
5.一种相干噪声滤除系统,其特征在于,包括:
实测功率信号参数获取模块,用于获取实测功率信号参数;所述实测功率信号参数包括实测功率信号序列以及实测功率信号序列长度N;所述实测功率信号序列包括多个实测功率信号,所述实测功率信号为含有噪声的功率信号,N为所述实测功率信号的序号,N≥1;
功率矢量确定模块,用于从所述实测功率信号序列的第一个实测功率信号开始,采用迭代算法选取L个功率信号确定功率矢量;其中,L
历史背景噪声确定模块,用于根据所述功率矢量确定历史背景噪声;
滤波参数确定模块,用于根据所述历史背景噪声确定相干噪声滤波器的滤波参数;所述滤波参数包括规则化参数、滤波器阶数以及归一化步长;
权重确定模块,用于利用极小化信号方差的优化准则,根据所述历史背景噪声确定所述相干噪声滤波器的权重;
功率以及序号获取模块,用于获取待滤除实测功率信号的功率以及序号;
无噪声的功率信号确定模块,用于根据所述历史背景噪声、所述滤波参数、所述权重、所述待滤除实测功率信号的功率以及序号,滤除所述待滤除实测功率信号的背景噪声,确定无噪声的功率信号。
6.根据权利要求5所述的相干噪声滤除系统,其特征在于,所述历史背景噪声确定模块具体包括:功率获取单元,用于获取所述实测功率信号的功率;
平均功率确定单元,用于根据所述功率矢量确定平均功率;
历史背景噪声确定单元,用于根据所述实测功率信号的功率以及所述平均功率确定历史背景噪声。
7.根据权利要求5所述的相干噪声滤除系统,其特征在于,所述功率矢量确定模块具体包括:当前序号获取单元,用于从所述实测功率信号序列的第一个功率信号开始,获取所述实测功率信号序列的当前序号j;j≥0;
第一判断单元,用于初始化所述当前序号,并判断所述当前序号是否小于N-1,得到第一判断结果;
第一功率矢量获取单元,用于若所述第一判断结果表示为所述当前序号小于N-1,确定所述功率信号的数量L为所述当前序号,并获取从第一个功率信号开始至所述当前序号的实测功率信号作为第一功率矢量;
均值及方差确定单元,用于若所述第一判断结果表示为所述当前序号不小于N-1,确定第一个功率信号开始至所述当前序号的实测功率信号的背景噪声的均值以及方差;
第二功率矢量确定单元,用于根据所述均值以及所述方差确定第二功率矢量。
8.根据权利要求5所述的相干噪声滤除系统,其特征在于,所述无噪声的功率信号确定模块具体包括:第二判断单元,用于判断所述待滤除实测功率信号的序号是否大于N,得到第二判断结果;
第三判断单元,用于若所述第二判断结果表示为所述待滤除实测功率信号的序号不大于N,判断所述待滤除实测功率信号的序号是否小于L-1,得到第三判断结果;
第一无噪声的功率信号确定单元,用于若所述第三判断结果表示为所述待滤除实测功率信号的序号小于L-1,根据公式 确定无噪声的功率信号,其中,v(n)为背景噪声,n为所述待滤除实测功率信号的序号,P(n+1)为序号为n+1的实测功率信号的功率,ω(n)为序号为n时的实测功率信号的权重,β为归一化步长,e(n+1)为序号为n+1时实测值与预测值之间的误差,ω(n+1)为序号为n+1时的实测功率信号的权重,T为功率数据的采样间隔,s(n+1)为序号为n+1的实测功率信号的无噪声的功率信号;ε为规则化参数;
第二无噪声的功率信号确定单元,用于若所述第三判断结果表示为所述待滤除实测功率信号的序号不小于L-1,根据公式 确定无噪声的功率信号。