发明名称 一种基于赛利斯模型和分数阶微分的兰姆波信号消噪方法
摘要 本发明提供一种基于赛利斯模型和分数阶微分的兰姆波信号消噪方法,该方法克服现有技术的缺点,提高消噪后信号的信噪比。该方法对含噪声的兰姆波信号幅值谱进行各阶分数微分,用赛利斯分布作为待处幅值谱的模型,提出了赛利斯模型幅值谱分数阶微分最大值和过零点与微分阶数的三次关系式,建立了幅值谱特征参数的计算式来提取特征参数和重建原始信号的幅值谱,并结合相位谱重构去噪后兰姆波信号。
申请公布号 CN103971012A 申请公布日期 2014.08.06
申请号 CN201410214807.5 申请日期 2014.05.20
申请人 南京信息工程大学 发明人 陈晓;汪陈龙
分类号 G06F19/00(2011.01)I 主分类号 G06F19/00(2011.01)I
代理机构 南京汇盛专利商标事务所(普通合伙) 32238 代理人 张立荣
主权项 一种基于赛利斯模型和分数阶微分的兰姆波信号消噪方法,该方法包括如下步骤:(1)兰姆波信号的傅里叶变换(2)计算幅值谱的分数阶微分(3)计算赛利斯模型幅值谱分数阶微分最大值和过零点与微分阶次的多项式系数(4)计算幅值谱参数(5)基于赛利斯模型计算去噪后的幅值谱(6)用傅里叶逆变换计算去噪后的兰姆波信号其中,步骤(3)中赛利斯模型幅值谱分数阶微分最大值F<sub>max</sub>(v)和F<sub>0</sub>(v)与微分阶次v的关系用三次多项式表示,其表达式为:F<sub>max</sub>(v)=d<sub>3</sub>v<sup>3</sup>+d<sub>2</sub>v<sup>2</sup>+d<sub>1</sub>v+d<sub>0</sub>F<sub>0</sub>(v)=c<sub>3</sub>v<sup>3</sup>+c<sub>2</sub>v<sup>2</sup>+c<sub>1</sub>v+c<sub>0</sub>其中,c<sub>0</sub>,c<sub>1</sub>,c<sub>2</sub>,c<sub>3</sub>和d<sub>0</sub>,d<sub>1</sub>,d<sub>2</sub>,d<sub>3</sub>是三次多项式的系数,根据步骤(2)求得的数据用最小二乘法拟合得到这些系数的值;步骤(4)中按如下公式计算幅值谱参数根据步骤(3)中求得的c<sub>0</sub>,c<sub>1</sub>,c<sub>2</sub>,c<sub>3</sub>和d<sub>0</sub>,d<sub>1</sub>,d<sub>2</sub>,d<sub>3</sub>计算幅值谱的峰高A、峰宽σ和峰位置μ,如下式:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mfenced open='{' close=''><mtable><mtr><mtd><mi>&mu;</mi><mo>=</mo><msub><mi>c</mi><mn>3</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>c</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>c</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>c</mi><mn>0</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>&sigma;</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><msub><mi>d</mi><mn>0</mn></msub><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>q</mi></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mfrac><mi>q</mi><mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>q</mi></mrow></mfrac></msup></mrow><mrow><mrow><mo>(</mo><msub><mi>d</mi><mn>3</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>d</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>d</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>d</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow><msqrt><mn>3</mn><mo>+</mo><mn>2</mn><mi>q</mi><mo>-</mo><msup><mi>q</mi><mn>2</mn></msup></msqrt></mrow></mfrac><mo>.</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>A</mi><mo>=</mo><msub><mi>d</mi><mn>0</mn></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced>]]></math><img file="FDA0000507908590000011.GIF" wi="797" he="466" /></maths>
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