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专利号: 2022103552037
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种噪声抑制方法,其特征在于,所述方法包括:

获取原始含噪信号;

利用互补集合经验模态分解算法将所述原始含噪信号分解为多个本征模态分量;任一所述本征模态分量具有时域特征信息;

基于多个所述本征模态分量的时域特征信息,从多个所述本征模态分量中确定出第一分界分量,并利用所述第一分界分量将多个所述本征模态分量划分为至少一个噪声主导本征模态分量以及至少一个第一信号主导本征模态分量;

利用互补集合经验模态分解算法将所述第一分界分量以及与所述第一分界分量相邻的第一信号主导本征模态分量分解为多个本征模态子分量,并根据多个所述本征模态子分量的时域特征信息,筛选出第二信号主导本征模态分量;

将至少一个所述第一信号主导本征模态分量中的剩余信号主导本征模态分量和所述第二信号主导本征模态分量进行叠加,得到抑制噪声后的去噪信号;所述剩余信号主导本征模态分量,为至少一个所述第一信号主导本征模态分量中除去与所述第一分界分量相邻的第一信号主导本征模态分量的部分;

所述本征模态子分量包括噪声本征模态子分量以及信号本征模态子分量,所述利用互补集合经验模态分解算法将所述第一分界分量以及与所述第一分界分量相邻的第一信号主导本征模态分量分解为多个本征模态子分量,包括:利用互补集合经验模态分解算法,将所述第一分界分量分解为多个噪声本征模态子分量;

将阶数比所述第一分界分量阶数大1的第一信号主导本征模态分量分解为多个信号本征模态子分量;

任一所述本征模态子分量具有时域特征信息,所述根据多个所述本征模态子分量的时域特征信息,筛选出第二信号主导本征模态分量,包括:针对任一所述噪声本征模态子分量,根据所述原始含噪信号中包含的噪声和信号之间的时域特征差异,从对应的时域特征信息中确定出对应的第二目标时域特征信息;

根据多个所述噪声本征模态子分量的第二目标时域特征信息,确定出第二分界分量;

针对任一所述信号本征模态子分量,根据所述原始含噪信号中包含的噪声和信号之间的时域特征差异,从对应的时域特征信息中确定出对应的第三目标时域特征信息;

根据多个所述信号本征模态子分量的第三目标时域特征信息,确定出第三分界分量;

将阶数大于第二分界分量阶数的噪声本征模态子分量以及阶数大于第三分界分量阶数的信号本征模态子分量作为所述第二信号主导本征模态分量;

所述将至少一个所述第一信号主导本征模态分量中的剩余信号主导本征模态分量和所述第二信号主导本征模态分量进行叠加,得到抑制噪声后的去噪信号,包括:根据第一公式,将所述第一信号主导本征模态分量中的剩余信号主导本征模态分量和所述第二信号主导本征模态分量进行叠加,得到所述去噪信号;其中,所述第一公式为:;

其中,y(t)为所述去噪信号,a为所述第一分界分量阶数,b为所述第二分界分量阶数,d为所述第三分界分量阶数,n为所述本征模态分量的最大阶数,m为所述噪声本征模态子分量的最大阶数,l为所述信号本征模态子分量的最大阶数,IMFi为第i阶本征模态分量,IMFa,j为第j阶噪声本征模态子分量,IMFa+1,k为第k阶信号本征模态子分量。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于多个所述本征模态分量的时域特征信息,从多个所述本征模态分量中确定出第一分界分量之前,所述方法还包括:根据所述原始含噪信号中包含的噪声和信号之间的时域特征差异,从所述时域特征信息中确定出第一目标时域特征信息;

所述基于多个所述本征模态分量的时域特征信息,从多个所述本征模态分量中确定出第一分界分量,包括:基于多个所述本征模态分量的第一目标时域特征信息,从多个所述本征模态分量中确定出所述第一分界分量。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述利用所述第一分界分量将多个所述本征模态分量划分为至少一个噪声主导本征模态分量以及至少一个第一信号主导本征模态分量,包括:将阶数小于第一分界分量阶数的本征模态分量以及所述第一分界分量作为所述噪声主导本征模态分量;

将阶数大于所述第一分界分量阶数的本征模态分量作为所述第一信号主导本征模态分量;所述阶数依据所述互补集合经验模态分解算法的分解次序确定。

4.一种噪声抑制装置,其特征在于,所述装置包括:

信号获取模块,用于获取原始含噪信号;

一次分解模块,用于利用互补集合经验模态分解算法将所述原始含噪信号分解为多个本征模态分量;任一所述本征模态分量具有时域特征信息;

信噪划分模块,用于基于多个所述本征模态分量的时域特征信息,从多个所述本征模态分量中确定出第一分界分量,并利用所述第一分界分量将多个所述本征模态分量划分为至少一个噪声主导本征模态分量以及至少一个第一信号主导本征模态分量;

二次分解模块,用于利用互补集合经验模态分解算法将所述第一分界分量以及与所述第一分界分量相邻的第一信号主导本征模态分量分解为多个本征模态子分量,并根据多个所述本征模态子分量的时域特征信息,筛选出第二信号主导本征模态分量;

信号叠加模块,用于将至少一个所述第一信号主导本征模态分量中的剩余信号主导本征模态分量和所述第二信号主导本征模态分量进行叠加,得到抑制噪声后的去噪信号;所述剩余信号主导本征模态分量,为至少一个所述第一信号主导本征模态分量中除去与所述第一分界分量相邻的第一信号主导本征模态分量的部分;

三次分解模块,用于利用互补集合经验模态分解算法,将所述第一分界分量分解为多个噪声本征模态子分量;所述本征模态子分量包括噪声本征模态子分量以及信号本征模态子分量;

四次分解模块,用于将阶数比所述第一分界分量阶数大1的第一信号主导本征模态分量分解为多个信号本征模态子分量;

确定特征模块,用于针对任一所述噪声本征模态子分量,根据所述原始含噪信号中包含的噪声和信号之间的时域特征差异,从对应的时域特征信息中确定出对应的第二目标时域特征信息;

确定第二分界分量模块,用于根据多个所述噪声本征模态子分量的第二目标时域特征信息,确定出第二分界分量;

确定特征模块,用于针对任一所述信号本征模态子分量,根据所述原始含噪信号中包含的噪声和信号之间的时域特征差异,从对应的时域特征信息中确定出对应的第三目标时域特征信息;

确定第三分界分量模块,用于根据多个所述信号本征模态子分量的第三目标时域特征信息,确定出第三分界分量;

确定第二信号主导本征模态分量模块,用于将阶数大于第二分界分量阶数的噪声本征模态子分量以及阶数大于第三分界分量阶数的信号本征模态子分量作为所述第二信号主导本征模态分量;

确定去噪信号模块,用于根据第一公式,将所述第一信号主导本征模态分量中的剩余信号主导本征模态分量和所述第二信号主导本征模态分量进行叠加,得到所述去噪信号;

其中,所述第一公式为:

其中,y(t)为所述去噪信号,a为所述第一分界分量阶数,b为所述第二分界分量阶数,d为所述第三分界分量阶数,n为所述本征模态分量的最大阶数,m为所述噪声本征模态子分量的最大阶数,l为所述信号本征模态子分量的最大阶数,IMFi为第i阶本征模态分量,IMFa,j为第j阶噪声本征模态子分量,IMFa+1,k为第k阶信号本征模态子分量。

5.据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述信号叠加模块具体用于根据第一公式,将所述第一信号主导本征模态分量中的剩余信号主导本征模态分量和所述第二信号主导本征模态分量进行叠加,得到所述去噪信号。

6.一种噪声抑制设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的噪声抑制程序,所述噪声抑制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的噪声抑制方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有噪声抑制程序,所述噪声抑制程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的噪声抑制方法的步骤。