一种基于频谱带信噪比的电网频率估计方法技术

本发明专利技术提出了一种基于频谱带信噪比的电网频率估计方法，具体步骤为：首先确定信号的标准频率值(nominal)；接着进行短时傅里叶变换，从频谱中分别提取标准频率值的多次谐波频谱带；然后计算每个频谱带的信噪比作为权重；最后按权重将这些频谱带进行加权组合，对组合频谱中功率谱密度最大的点进行二次插值提取电网频率。本发明专利技术具有更好的准确性和鲁棒性能，且对于从音频信号中提取微弱电网频率信号更加有效。

【技术实现步骤摘要】
一种基于频谱带信噪比的电网频率估计方法
本专利技术属于信号提取
，具体是一种基于频谱带信噪比的电网频率估计方法。
技术介绍
随着数字化时代的来临，以数字化形式存储的多媒体信号可以轻而易举地被修改且不被发现。近年来，电网频率逐渐成为多媒体鉴定的一个重要工具。电网频率是配电网的电源频率，全世界各地的电网都有自己的标准电网频率，在北美地区它的标准值是60Hz，在世界其他大部分地区标准值是50Hz。瞬时电网频率通常在其标准频率值附近波动，这是由于电网中的负载变化和控制机制。任何在电网中录制的音频或视频记录，无论是否直接连接到电源，都被该电网的电网频率信号所影响。由于电网的互连性质，在同一时间同一电网的所有位置，这些变化趋势几乎相同，电网频率是配电网络的一个识别标志，可以通过在电网活动附近所录制的多媒体信号获取。多种基于电网频率信号的法院应用兴起，使得对于提取电网频率的研究更有价值。目前的电网频率提取方法主要分为含参法和无参法，含参法结果虽准确，计算过程却很复杂，不多加考虑。无参法主要有FFT法、二次插值法、基于频谱图法等。FFT法是对一帧信号作L点FFT变换，取最大幅值对应的频率作为电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于频谱带信噪比的电网频率估计方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1、将输入的交流电信号或音频信号分成若干个时长为T1分钟的样本；步骤2、根据各高次谐波频谱带的能量总和确定每个样本的标准频率值；步骤3、将每个样本分成若干个时长为T2秒的帧；步骤4、对每一帧进行N点短时傅里叶变换得到频谱，从频谱中分别提取标准频率值的M个频谱带；步骤5、分别计算每个频谱带的信噪比，并对各个频谱带的信噪比做归一化处理后作为各个频谱带的权重；步骤6、将M个频谱带压缩成相同带宽的频谱带，根据权重将压缩后的频谱带进行加权组合，构成组合频谱带；步骤7、对组合频谱带中功率谱密度最大的点进行二次插值，计算出电网频率。

【技术特征摘要】
1.一种基于频谱带信噪比的电网频率估计方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1、将输入的交流电信号或音频信号分成若干个时长为T1分钟的样本；步骤2、根据各高次谐波频谱带的能量总和确定每个样本的标准频率值；步骤3、将每个样本分成若干个时长为T2秒的帧；步骤4、对每一帧进行N点短时傅里叶变换得到频谱，从频谱中分别提取标准频率值的M个频谱带；步骤5、分别计算每个频谱带的信噪比，并对各个频谱带的信噪比做归一化处理后作为各个频谱带的权重；步骤6、将M个频谱带压缩成相同带宽的频谱带，根据权重将压缩后的频谱带进行加权组合，构成组合频谱带；步骤7、对组合频谱带中功率谱密度最大的点进行二次插值，计算出电网频率。2.根据权利要求1所述的基于频谱带信噪比的电网频率估计方法，其特征在于，步骤2中根据各高次谐波频谱带的能量总和确定每个样本的标准频率值的具体步骤为：步骤2.1、对样本进行FFT变换，对经过FFT变换后的样本用带宽为1Hz的带通滤波器进行带通滤波得到频谱带，具体为在经过FFT变换后的样本的50Hz及其H个高次谐波、60Hz及其H个高次谐波处进行滤波，得到2*(H+1)个频谱带；步骤2.2、计算各个频谱带的能量，比较50Hz的各高次谐波频谱带的能量总和和60Hz各高次谐波频谱带能量总和，选取高次谐波频谱带能量总和较大的频率为标准频率值。3.根据权利要求1所述的基于频谱带信噪比的电网频率估计方法，其特征在于，步骤4中从频谱中分别提取标准频率值的M个频谱带的提取方法为：提取n次谐波频率范围n*(nominal-width_band),n*(nominal+width_band)]对应的频谱带，其中，nominal表示样本的标准频率值，width_band表示所要提取的第一个频谱带的一半带宽值，1≤n≤M。4.根据权利要求1所述的基于频谱带信噪比的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：伏长虹，王瑾，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32