发明名称 一种去除相关信号中干扰信号的方法
摘要 本发明公开了一种去除相关信号中干扰信号的方法。它包括以下步骤:采集模块采集到两组相互关联的数据信号,并发送到处理单元;处理单元将采集到的两组数据信号在三维数据空间中形成特征矢量分别为<img file="DDA0000797285570000011.GIF" wi="65" he="76" />和<img file="DDA0000797285570000012.GIF" wi="90" he="81" />处理单元计算出<img file="DDA0000797285570000013.GIF" wi="65" he="71" />和<img file="DDA0000797285570000014.GIF" wi="66" he="61" />的共同部分<img file="DDA0000797285570000015.GIF" wi="83" he="51" />独立部分<img file="DDA0000797285570000016.GIF" wi="68" he="70" />和独立部分<img file="DDA0000797285570000017.GIF" wi="86" he="66" />计算机将计算出的数据输出。本发明能够提取出每个相关信号的独立部分,且独立部分之间不相互关联,去除信号中的干扰信息。
申请公布号 CN105260587A 申请公布日期 2016.01.20
申请号 CN201510563569.3 申请日期 2015.09.07
申请人 杭州师范大学 发明人 王泽
分类号 G06F19/00(2011.01)I 主分类号 G06F19/00(2011.01)I
代理机构 杭州杭诚专利事务所有限公司 33109 代理人 叶绍华
主权项 一种去除相关信号中干扰信号的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:采集模块采集到两组相互关联的数据信号,并发送到中央处理单元;S2:中央处理单元对接收到的数据信号进行处理,将采集到的每组数据信号在三维数据空间中形成一个特征矢量,该两组数据信号形成的特征矢量分别为<img file="FDA0000797285540000011.GIF" wi="76" he="66" />和<img file="FDA0000797285540000012.GIF" wi="81" he="66" />S3:假设存在三个独立的分量<img file="FDA0000797285540000013.GIF" wi="324" he="64" />满足如下公式:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>=</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mi>c</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>+</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000014.GIF" wi="349" he="66" /></maths><maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>=</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mi>c</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>+</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000015.GIF" wi="348" he="67" /></maths><img file="FDA0000797285540000016.GIF" wi="216" he="65" /><img file="FDA0000797285540000017.GIF" wi="216" he="66" /><img file="FDA0000797285540000018.GIF" wi="219" he="66" />⊥表示垂直关系,则<img file="FDA0000797285540000019.GIF" wi="73" he="61" />和<img file="FDA00007972855400000110.GIF" wi="73" he="66" />的共同部分为<img file="FDA00007972855400000111.GIF" wi="172" he="66" />的独立部分为<img file="FDA00007972855400000112.GIF" wi="87" he="64" /><img file="FDA00007972855400000113.GIF" wi="64" he="60" />的独立部分为<img file="FDA00007972855400000114.GIF" wi="85" he="66" />S4:假设在三维数据空间中,<img file="FDA00007972855400000115.GIF" wi="73" he="64" />的起点为A,终点为B,<img file="FDA00007972855400000116.GIF" wi="229" he="65" /><img file="FDA00007972855400000117.GIF" wi="64" he="61" />的起点A,终点为C,<img file="FDA00007972855400000118.GIF" wi="298" he="66" />的起点为A,终点为D,<img file="FDA00007972855400000119.GIF" wi="307" he="66" />的起点为D,终点为B,<img file="FDA00007972855400000120.GIF" wi="322" he="67" />的起点为D,终点为C,<img file="FDA00007972855400000121.GIF" wi="261" he="67" />直线BC上存在点G,使得直线AG垂直于直线BC,即AG⊥BC,由于AD⊥DB且AD⊥DC,所以直线AD垂直于平面DBC,由于直线BC在平面DBC上,所以AD⊥BC,结合AG⊥BC,得到直线BC垂直于平面ADG,所以DG⊥BC;S5:直线AG上存在点P,使得直线DP垂直于直线AG,即DP⊥AG,由于直线BC垂直于平面ADG,则直线BC垂直于直线DP,即DP⊥BC,所以直线DP垂直于平面ABC;S6:由上述向量之间的关系得到下列关系式:<maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>=</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>-</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000021.GIF" wi="744" he="94" /></maths><maths num="0004" id="cmaths0004"><math><![CDATA[<mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mi>c</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>=</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000022.GIF" wi="607" he="94" /></maths><maths num="0005" id="cmaths0005"><math><![CDATA[<mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mi>c</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>=</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000023.GIF" wi="607" he="94" /></maths>从而计算得到:<maths num="0006" id="cmaths0006"><math><![CDATA[<mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><mo>|</mo><mo>=</mo><msqrt><mrow><mo>(</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>-</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>)</mo><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msqrt><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000024.GIF" wi="1084" he="134" /></maths><maths num="0007" id="cmaths0007"><math><![CDATA[<mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><mo>|</mo><mo>=</mo><msqrt><mrow><mo>(</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>-</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>)</mo><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msqrt><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000025.GIF" wi="1083" he="134" /></maths><maths num="0008" id="cmaths0008"><math><![CDATA[<mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mi>c</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><mo>|</mo><mo>=</mo><msqrt><mrow><mo>(</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>-</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>)</mo><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msqrt><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000026.GIF" wi="1076" he="134" /></maths><maths num="0009" id="cmaths0009"><math><![CDATA[<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>B</mi><mi>D</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>=</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><mo>|</mo><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000027.GIF" wi="327" he="78" /></maths><maths num="0010" id="cmaths0010"><math><![CDATA[<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>D</mi><mi>C</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>=</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><mo>|</mo><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000028.GIF" wi="324" he="78" /></maths><maths num="0011" id="cmaths0011"><math><![CDATA[<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>A</mi><mi>D</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>=</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mi>c</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><mo>|</mo><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000029.GIF" wi="322" he="61" /></maths>||.||表示向量的2范数,|.|表示线段的长度;S7:由上述向量之间的关系还得到下列关系式:<maths num="0012" id="cmaths0012"><math><![CDATA[<mrow><mfrac><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>D</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>D</mi><mi>C</mi></mrow><mo>|</mo></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>B</mi><mi>D</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>B</mi><mi>C</mi></mrow><mo>|</mo></mrow></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00007972855400000210.GIF" wi="327" he="142" /></maths>即<maths num="0013" id="cmaths0013"><math><![CDATA[<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>D</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><mo>|</mo></mrow><msqrt><mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup></mrow></msqrt></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00007972855400000211.GIF" wi="628" he="232" /></maths><maths num="0014" id="cmaths0014"><math><![CDATA[<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>A</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>=</mo><msqrt><mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mi>c</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>D</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></msqrt><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00007972855400000212.GIF" wi="594" he="77" /></maths><maths num="0015" id="cmaths0015"><math><![CDATA[<mrow><mfrac><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>P</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>D</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>D</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>A</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00007972855400000213.GIF" wi="328" he="142" /></maths>|AP|=|AG|‑|PG|;<maths num="0016" id="cmaths0016"><math><![CDATA[<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>D</mi><mi>P</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>=</mo><msqrt><mrow><msup><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>D</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><msup><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>P</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></msqrt><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00007972855400000214.GIF" wi="576" he="77" /></maths><maths num="0017" id="cmaths0017"><math><![CDATA[<mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>C</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mo>=</mo><msqrt><mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><msup><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>D</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></msqrt><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000031.GIF" wi="594" he="134" /></maths>计算出|AP|、|DP|、|CG|的值,从而确定唯一的<img file="FDA0000797285540000032.GIF" wi="207" he="63" />以及<img file="FDA0000797285540000033.GIF" wi="90" he="62" /><maths num="0018" id="cmaths0018"><math><![CDATA[<mrow><mover><mrow><mi>C</mi><mi>G</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>=</mo><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>C</mi><mi>G</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mfrac><mrow><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>-</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover></mrow><mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>-</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><mo>|</mo></mrow></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000034.GIF" wi="446" he="123" /></maths><maths num="0019" id="cmaths0019"><math><![CDATA[<mrow><mover><mrow><mi>A</mi><mi>G</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>=</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>+</mo><mover><mrow><mi>C</mi><mi>G</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000035.GIF" wi="365" he="66" /></maths><maths num="0020" id="cmaths0020"><math><![CDATA[<mrow><mover><mrow><mi>A</mi><mi>P</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>=</mo><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>A</mi><mi>P</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mfrac><mover><mrow><mi>A</mi><mi>G</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>A</mi><mi>G</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><mo>|</mo></mrow></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000797285540000036.GIF" wi="384" he="124" /></maths>S8:计算出与<img file="FDA0000797285540000037.GIF" wi="72" he="61" />和<img file="FDA0000797285540000038.GIF" wi="80" he="61" />垂直的单位向量<img file="FDA0000797285540000039.GIF" wi="90" he="65" />从而计算出<img file="FDA00007972855400000310.GIF" wi="338" he="71" />根据<maths num="0021" id="cmaths0021"><math><![CDATA[<mrow><mover><mrow><mi>u</mi><mi>c</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>=</mo><mover><mrow><mi>A</mi><mi>P</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>+</mo><mover><mrow><mi>P</mi><mi>D</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00007972855400000311.GIF" wi="365" he="62" /></maths>计算出<maths num="0022" id="cmaths0022"><math><![CDATA[<mrow><mover><mrow><mi>u</mi><mi>c</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>=</mo><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>A</mi><mi>P</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mfrac><mover><mrow><mi>A</mi><mi>G</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mover><mrow><mi>A</mi><mi>G</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>|</mo><mo>|</mo></mrow></mfrac><mo>+</mo><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>D</mi><mi>P</mi></mrow><mo>|</mo></mrow><mover><mrow><mi>e</mi><mn>0</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00007972855400000312.GIF" wi="610" he="124" /></maths><maths num="0023" id="cmaths0023"><math><![CDATA[<mrow><mover><mrow><mi>u</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>=</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>-</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mi>c</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00007972855400000313.GIF" wi="348" he="65" /></maths><maths num="0024" id="cmaths0024"><math><![CDATA[<mrow><mover><mrow><mi>u</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>=</mo><mover><mrow><mi>x</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>-</mo><mover><mrow><mi>u</mi><mi>c</mi></mrow><mo>&RightArrow;</mo></mover><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00007972855400000314.GIF" wi="347" he="66" /></maths>S9:中央处理单元将计算出的共同部分<img file="FDA00007972855400000315.GIF" wi="90" he="51" />独立部分<img file="FDA00007972855400000316.GIF" wi="82" he="61" />和独立部分<img file="FDA00007972855400000317.GIF" wi="75" he="61" />输出。
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