一种非平稳噪声信号的时域数字计权方法

摘要

本发明涉及一种非平稳噪声信号的时域数字计权方法，其包括以下步骤：1)对非平稳噪声信号进行数据采集，获得噪声数字信号p(τ)；2)根据噪声计权网络的倍频程声级修正值构建计权幅值曲线A(f)；3)对计权幅值曲线A(f)进行镜像变换处理，获取频域计权网络的非周期实偶函数A'(f)：4)进行逆傅利叶变换，获取计权网络的冲激响应函数A'(t)；5)选取窗函数W_β(t)对A'(t)进行加窗截断处理；6)获得加窗计权小波函数A'_wβ(t)；7)对加窗计权小波函数进行插值重采样，使其时间间隔与采集的原始噪声数字信号的时间间隔一致；8)对采集得到的非平稳噪声数字信号p(τ)与加窗计权小波函数进行相关比对变换，获得时域计权波动信号p_w(t)；9)通过声级变换计算得到非平稳信号的计权总声压级曲线L_w(t)。

主权项

一种非平稳噪声信号的时域数字计权方法，其包括以下步骤：1)以采集频率为f_s对非平稳噪声信号进行数据采集，获得非平稳噪声数字信号p(τ)；2)根据噪声计权网络的倍频程声级修正值构建计权幅值曲线A(f)：$\left(f\right)={10}^{\left\{{\mathrm{\Delta L}}_w\right[f_c\left(i\right)]/20\}}{2}^{{-O}_c/2}{f}_c\left(i\right),2^{O_c/2}{f}_c\left(i\right)];i=\mathrm{1,2},...N---\left(1\right)$其中，假设噪声计权网络的倍频程声级修正值为ΔL_w[f_c(i)]，f_c(i)是O_c类倍频程中第i个子带的中心频率，i＝1,2,....N；3)对计权幅值曲线A(f)进行镜像变换处理，获取频域计权网络的非周期实偶函数A'(f)：$A^{\prime }\left(f\right)=\left\{\begin{array}{cc}A\left(f\right)& f\in [0,2^{O_c/2}{f}_c\left(N\right)]\\ A(-f)& f\in [{-2}^{O_c/2}{f}_c\left(N\right),0)\\ 0& \mathrm{else}\end{array}\right.---\left(2\right)$4)对非周期实偶函数A'(f)进行逆傅利叶变换，获取计权网络的冲激响应函数A'(t)：其中，t是时间序列，是逆傅利叶算子，即5)对冲激响应函数A'(t)进行加窗截断处理，选取的窗函数W_β(t)为：$W_{\beta }\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{\beta -\cos \left[2\pi (t+T_w/2)T_w\right]}{1+\beta }& t\in [{-T}_w/2,T_w/2]\\ 0& \mathrm{else}\end{array}\right.---\left(4\right)$其中，β是窗提升率，T_w是窗宽；6)获得加窗计权小波函数，即联立式(3)和式(4)获得加窗计权小波函数A'_wβ(t)为：A'_wβ(t)＝W_β(t)A'(t)    (5)7)对加窗计权小波函数进行插值重采样，重采样之后的加窗计权小波函数A″_wβ(t_re)为：A″_wβ(t_re)＝Interp[A'_wβ(t),t_re]    (6)其中，Interp表示插值函数；t_re表示重采样时间序列，其时间间隔为1/f_s；8)对采集得到的非平稳噪声数字信号p(τ)与重采样之后的加窗计权小波函数进行相关比对变换，获得时域计权波动信号p_w(t)为：$p_w\left(t\right)={\int }_{t-T_w/2}^{t+T_w/2}p\left(\tau \right)A_{\mathrm{w\beta }}^{\prime \prime }(\tau -t)\mathrm{d\tau }---\left(7\right)$式中，τ是比对时间序列；9)将时域计权波动信号通过声级变换计算得到非平稳信号的计权总声压级曲线L_w(t)为：$L_w\left(t\right)=\sqrt{(1/T_w){\int }_{t-T_w/2}^{t+T_w/2}{p}_w{\left(\tau \right)}^2\mathrm{d\tau }}---\left(8\right).$