相位匹配信號去噪方法的研究.pdf

1、在信號處理過程中，有效地獲取需要的信號，去除各種噪聲對信號的不利影響一直是不斷被研究的課題。為了獲取正確而有用的信號，對信號去噪算法的研究變得非常重要。在實際中使用有效的去噪算法，能更好地獲得有用信號，去掉噪聲的干擾，更真實的反映信號的原貌，有利于分析信號獲取信息。
　　論文中提出相位匹配噪聲估計的小波去噪方法。將帶噪信號在復(fù)數(shù)域進(jìn)行相位匹配，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)獲取噪聲的方差，由噪聲方差獲取小波閾值，進(jìn)行小波去噪，可以實時的反映噪聲的變

2、化，無需知道噪聲的先驗信息，準(zhǔn)確獲取小波閾值。通過-3dB和-9dB信噪比的正弦波、方波、三角波這三種代表波去噪仿真與對比，其對低信噪比的信號去噪效果是Donoho小波去噪方法去噪效果的4-8倍。
　　提出了一種線性過渡閾值小波去噪方法。使小波軟閾值去噪方法和小波硬閾值去噪方法成為本方法的特例，更進(jìn)一步擴(kuò)展了閾值的變化范圍?？梢愿鶕?jù)實際情況靈活調(diào)整線性過渡閾值的梯度值，從而獲得輸出不同信噪比的信號，并使信號輸出變得平滑。通過梯度值

3、取3，選用Sym8三層小波對加入高斯白噪聲信噪比12dB的Block和Quadchirp信號去噪仿真，經(jīng)線性過渡閾值法處理后，信號幅值高于軟閾值去噪，信號的尖刺跳變低于硬閾值去噪，信噪比提高的同時使得信號更加平滑。通過梯度值取1.5、3、6線性過渡閾值去噪法與軟、硬閾值去噪法對比，其處理后信號標(biāo)準(zhǔn)差低于軟、硬閾值去噪方法的標(biāo)準(zhǔn)差。
　　提出了相位匹配噪聲估計的高階譜去噪方法。對帶有高斯和非高斯噪聲信號進(jìn)行雙譜去噪，進(jìn)行二維傅立葉反

4、變換，獲得去除高斯噪聲的信號，再利用相位匹配噪聲差來估計噪聲譜，在頻域內(nèi)進(jìn)行譜差去噪，去除未處理的非高斯噪聲。給出了獲取噪聲譜的數(shù)學(xué)公式，以及譜差計算公式。將頻率100Hz的正弦波分別加入信噪比是-1dB、-5dB、-10dB的非高斯有色噪聲和高斯白噪聲的混合噪聲，利用相位匹配噪聲估計的高階譜去噪方法進(jìn)行去噪仿真，去噪后的信噪比明顯高過雙譜去噪，既去除了高斯白噪聲又去掉了高階譜去噪法無法去除的非高斯有色噪聲，尤其是在-10dB的情況下效

5、果更加明顯。
　　提出了相位匹配雙陣元去噪方法。給出相位匹配雙陣元去噪方法的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程。利用相位匹配雙陣元去噪方法進(jìn)行去噪處理，在噪聲無突變的情況下可以直接解出信號。其與單個陣元獲取信號相比，可以獲得更多信號和噪聲的信息，利于噪聲的抵消。彌補了Orris提出的相位匹配算法需要知道噪聲先驗信息的不足。采用頻率300Hz的正弦波，加入-70dB、-50dB和-30dB的高斯白噪聲，在采樣率為10kHz條件下，給出了解出信號與實際信號

6、的擬合度表，擬合度達(dá)到90％以上。分析了噪聲相位與幅值的變化對本方法的影響，分析了信號相位變化對求解信號的影響。分析得到結(jié)論是噪聲的相位變化對信號求解無影響，幅值變化可以通過起伏系數(shù)K對去噪結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。信號的相位變化可以通過匹配系數(shù)k對去噪結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。在噪聲相位和幅值都有變化，信噪比為-50dB的情況下，對不同時間段的不同起伏系數(shù)值進(jìn)行仿真，獲得信號擬合度均大于90％。
　　提出了相位匹配的信號與混沌背景分離方法。通過信號的相

7、位匹配直接從混沌背景中解出信號，達(dá)到信號與混沌背景分離的目的。不需要在最小相空間利用非線性最小化來提取信號，克服低維流形狀態(tài)下分離效果差的缺點與全局非線性逼近擬合存在很大誤差的缺點。以Lorenz為混沌背景，加入不同頻率和不同幅值的正弦波信號，采用相位匹配的方法去除混沌背景，進(jìn)行混沌相圖仿真，獲得信號分離度表，得到結(jié)論是頻率小時分離度較小，幅值大時分離度也較小，信號分離度值小于3，能夠?qū)⑿盘枏幕煦绫尘爸蟹蛛x出來。
　　最后將核心的