用于微弱盲信号去噪与提取的信号增强器及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110459197A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910618437.4G01N29/14(2006.01)(22)申请日2019.07.10G01N29/40(2006.01)G01N29/44(2006.01)(71)申请人哈尔滨工业大学（深圳）地址518000广东省深圳市南山区桃源街道深圳大学城哈尔滨工业大学校区申请人哈尔滨工业大学(72)发明人沈毅郝秋实王艳章欣王康伟楼云江(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人赵学超(51)Int.Cl.G10K11/16(2006.01)G10L25/48(2013.01)G10L25/51(2013.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称用于微弱盲信号去噪与提取的信号增强器及方法(57)摘要本发明涉及一种信号增强器，包括：延时模块；自适应滤波器，用于输出目标信号；以及参数调节模块，用于通过收敛指标和不规则性指标对所述的自适应滤波器的参数进行实时调节。基于该信号增强器的信号去噪和提取方法包括：将输入信号经过延时环节后，输入到自适应滤波器；通过收敛指标和不规则性指标对所述的自适应滤波器的参数进行实时调节；和通过参数优化后的自适应滤波器输出去噪后的目标信号。本发明还涉及一种包含所述信号增强器的信号检测系统。本发明具有如下优点：1)适合噪声与目标信号频谱有重叠的强噪微弱信号提取和去噪；2)适合目标信号未知的盲信号提取；3)能够提取目标信号的时域波形和全部频率成分。CN110459197ACN110459197A权利要求书1/2页1.一种信号增强器，其特征在于，包括：与所述信号增强器的信号输入端连接的延时模块；与所述延时模块的输出端连接的自适应滤波器，用于输出目标信号；以及参数调节模块，用于通过收敛指标和不规则性指标对所述的自适应滤波器的参数进行实时调节，其中，所述参数调节模块包括：与所述信号输入端和所述自适应滤波器的输出端连接的收敛指标操作单元，用于将所述信号增强器的输入信号与所述自适应滤波器的输出信号之间误差信号的最小均方值作为所述收敛指标；与所述自适应滤波器的输出端连接的不规则性指标操作单元，通过Hurst指数的时间函数构成离散时间序列的不规则性指标；以及与所述收敛指标操作单元和所述不规则性指标操作单元连接的迭代运算单元，用于通过代价函数Jw＝Cw+λHw，迭代计算所述自适应滤波器的参数以使自适应滤波器在调整后的参数下，输出去噪后的目标信号，上述公式中，Jw为代价函数，Cw为收敛指标，λ为拉格朗日乘子，Hw为不规则性指标，n为时间序数，w(n)为所述自适应滤波器的参数矩阵，μ为迭代步长，e(n)为误差信号，h(n)为所述延时模块的输出信号矩阵，g(n)为所述自适应滤波器输出信号，i1、i2为间隔序数。2.根据权利要求1所述的信号增强器，其特征在于，所述不规则性指标操作单元被配置成，基于连续时间信号构造的结构函数以及Hurst指数表达式的时间函数，限定离散情况下的最小值为不规则性指标，上式中，E{·}表示求数学期望，n为时间序数，g(n)为所述自适应滤波器输出信号，i1、i2为间隔序数。3.根据权利要求1或2所述的信号增强器，其特征在于，所述的迭代运算单元被配置成：在所述的自适应滤波器的参数迭代运算过程中，使代价函数最小化，以获得优化的滤波器参数。4.一种信号去噪及提取的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将输入信号经过延时环节后，输入到自适应滤波器；通过收敛指标和不规则性指标对所述的自适应滤波器的参数进行实时调节；和通过参数优化后的自适应滤波器输出去噪后的目标信号；其中，通过收敛指标和不规则性指标对所述的自适应滤波器的参数进行实时调节的步骤还包括：将所述信号增强器的输入信号与所述自适应滤波器的输出信号之间误差信号的最小2CN110459197A权利要求书2/2页均方值作为所述收敛指标；通过Hurst指数的时间函数构成离散时间序列的不规则性指标；通过代价函数Jw＝Cw+λHw，迭代计算所述自适应滤波器的参数以使自适应滤波器在调整后的参数下，输出去噪后的目标信号，上述公式中，Jw为代价函数，Cw为收敛指标，λ为拉格朗日乘子，Hw为不规则性指标，n为时间序数，w(n)为所述自适应滤波器的参数矩阵，μ为迭代步长，e(n)为误差信号，h(n)为所述延时模块的输出信号矩阵，g(n)为所述自适应滤波器输出信号，i1、i2为间隔序数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：基于连续时间信号构造的结构函数以及Hurst指数表达式的时间函数，限定离散情况下的最小值为不规则性指标，上式中，E{·}表示求数学期望，n为时间序数，g(n)为所述自适应