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专利号: 2023102380023
申请人: 青岛科技大学
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于自适应小波阈值函数的水声信号处理方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:首先利用模拟接收信号数据,设计基于可调节归零窗口的双边增强小波阈值函数,利用阈值构造双边增强的小波阈值函数;所述双边增强的小波阈值函数对应的数学表达方式为:其中,sgn()是符号函数,wk,t是小波系数,η是阈值外端调节因子,η>0,Tk是阈值,γ是阈值内端调节因子,γ≥1,β是归零窗口调节因子,β=0.1,0.2,0.3,···,0.9;

S2:再根据含噪信号的方差来估计信号的信噪比,根据信噪比自适应调节归零窗口的参数;

S3:对接收到的信号数据进行小波分解,并生成初始化种群,判断种群中每个阈值的大小,当阈值大于1时,使用所述基于可调节归零窗口的双边增强小波阈值函数去噪,当阈值小于1时,使用增强小波阈值函数去噪;寻找最佳阈值及其对应的去噪信号,得到去噪信号,输出。

2.如权利要求1所述的基于自适应小波阈值函数的水声信号处理方法,其特征在于,所述S1具体如下:S1‑1:构造含噪信号模型:

假设无噪信号s叠加一个高斯噪声e,得到含噪信号y,即:y=s+e;

其中高斯噪声e对应的概率密度函数为:

各信号对应的小波系数为:

wy=ws+we;

S1‑2:利用阈值Tk构造双边增强的小波阈值函数:构造的双边增强的小波阈值函数对应的数学表达方式为:其中,sgn()是符号函数,wk,t是小波系数,η是阈值外端调节因子,η>0,Tk是阈值,γ是阈值内端调节因子,γ≥1,β是归零窗口调节因子,β=0.1,0.2,0.3,···,0.9。

3.如权利要求1所述的基于自适应小波阈值函数的水声信号处理方法,其特征在于,所述S2具体如下:S2‑1:求接收信号的方差;

S2‑2:利用方差调节双边增强的小波阈值函数中的参数β。

4.如权利要求1所述的基于自适应小波阈值函数的水声信号处理方法,其特征在于,所述S3具体如下:S3‑1:对含噪接收信号进行小波分解:

使用sym4小波对含噪接收信号X进行小波分解,得到小波系数wX,生成初始种群,判断种群中每个阈值的大小,若阈值大于1则选择双边增强小波阈值函数对信号去噪,若阈值小于

1,则选择增强小波阈值函数对信号去噪;

S3‑2:基于去噪后信号S’和无噪信号S的均方误差作为目标函数:其中,S’(i)表示去噪后信号S’的第i个取样点,S(i)表示无噪信号S的第i个取样点,f是目标函数,目标函数值越小,信号的去噪效果越好;

S3‑3:基于上述目标函数,利用灰狼优化算法求最优的小波阈值及其对应的去噪信号。