畸变信号中提取真实信号的方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种畸变信号中提取真实信号的方法、装置、设备和存储介质，涉及信号处理技术领域。其中，这种方法，包括步骤S1、获取畸变信号。S2、对畸变信号进行基线估计及稀疏化去噪，获得校正信号。S3、对校正信号进行固有时间尺度分解，获得多个旋转分量信号。S4、分别计算多个旋转分量信号和畸变信号的相关度，并删除相关度小于预设值的旋转分量信号，获得多个相关分量信号。S5、分别计算多个相关分量信号的多个频谱。S6、根据多个频谱，通过同步挤压小波变换，分别将多个相关分量信号重构成多个子信号。S7、将多个子信号叠加，获得真实信号。本发明专利技术的方法能从畸变信号中提取出真实信号，保证信号的完整性。

【技术实现步骤摘要】
畸变信号中提取真实信号的方法、装置、设备和存储介质
本专利技术涉及信号处理
，具体而言，涉及一种畸变信号中提取真实信号的方法、装置、设备和存储介质。
技术介绍
传统的钻爆法具有施工灵活、对地质条件适应性强等特点，目前仍是隧道开挖的主要工法之一。工程爆破过程中产生的强烈振动对支护结构和周围建(构)筑物均会产生负面影响，开展爆破振动监测是爆破孔网参数调整优化和爆破效果评价最重要的手段之一。受测试环境和仪器自身量程的影响，工程爆破信号中普遍包含干扰成分，如基线漂零引起的趋势项、噪声等，这些均会导致工程爆破监测信号出现不同程度的畸变。在先技术中，对于这类畸变信号通常直接舍弃，导致测试数据不完整，甚至影响到相关分析结论的可靠性。因此，现阶段对该类畸变信号进行校正及滤波重构方法的探寻极为迫切。
技术实现思路
本专利技术提供了一种畸变信号中提取真实信号的方法、装置、设备和存储介质，以改善相关技术中无法从畸变信号中提取真实信号的问题。第一方面：本专利技术实施例提供了一种畸变信号中提取真实信号的方法，其包括如下步骤：S1、获取畸变信号。S2、对所述畸变信号进行基线估计及稀疏化去噪，获得校正信号。S3、对所述校正信号进行固有时间尺度分解，获得多个旋转分量信号。S4、分别计算所述多个旋转分量信号和所述畸变信号的相关度，并删除相关度小于预设值的旋转分量信号，获得多个相关分量信号。S5、分别计算所述多个相关分量信号的多个频谱。S6、根据所述多个频谱，通过同步挤压小波变换，分别将所述多个相关分量信号重构成多个子信号。S7、将多个所述子信号叠加，获得真实信号。可选地，步骤S2具体为：根据所述畸变信号，通过基线估计和稀疏化去噪分解，获得所述畸变信号的趋势项和噪声。将所述趋势将和所述噪声，从所述畸变信号中剔除，获得所述校正信号。可选地，所述畸变信号的基线估计和稀疏化去噪分解表达式为：x＝Dα+f+w,x∈Rnx为畸变信号，Dα为稀疏化完备表示的校正信号，f为畸变信号中的趋势项，w为信号中包含的噪声，R代表实数域，n代表n维实向量集。可选地，固有时间尺度分解算法能够将原始信号分解成旋转分量信号和基线信号。则步骤S3具体为：将所述校正信号作为原始信号，通过固有时间尺度分解算法进行分解，以获得旋转分量信号和基线信号。若基线信号为非单调函数或非常函数，则将分解得到的基线信号重新作为原始信号，通过固有时间尺度分解算法进行分解，直至基线信号为单调函数或常函数，以获得所述多个旋转分量信号。可选地，所述预设值为0.1。所述相关度为交叉相关系数。则步骤S4具体为：分别计算所述多个旋转分量信号和所述畸变信号的交叉相关系数。删除所述交叉相关系数小于0.1的旋转分量信号，以获得多个相关分量信号。可选地，步骤S6具体为：根据所述多个频谱图，获取预设频率区间内的多个有用信号。通过同步挤压小波变换，重构所述多个有用信号，获得所述多个子信号。可选地，所述预设频率区间为5Hz至200Hz。可选地，步骤S7具体为：将多个所述子信号进行线性叠加，获得真实信号。第二方面：本专利技术实施例提供了一种从畸变信号中提取真实信号的装置，其包括以下模块：信号获取模块，用于获取畸变信号。信号去噪模块，用于对所述畸变信号进行基线估计及稀疏化去噪，获得校正信号。信号分解模块，用于对所述校正信号进行固有时间尺度分解，获得多个旋转分量信号。信号筛选模块，用于分别计算所述多个旋转分量信号和所述畸变信号的相关度，并删除相关度小于预设值的旋转分量信号，获得多个相关分量信号。频谱计算模块，用于分别计算所述多个相关分量信号的多个频谱。信号重构模块，用于根据所述多个频谱，通过同步挤压小波变换，分别将所述多个相关分量信号重构成多个子信号。信号叠加模块，用于将多个所述子信号叠加，获得真实信号。可选地，信号去噪模块包括：信号去噪单元，用于根据所述畸变信号，通过基线估计和稀疏化去噪分解，获得所述畸变信号的趋势项和噪声。信号剔除单元，用于将所述趋势将和所述噪声，从所述畸变信号中剔除，获得所述校正信号。可选地，所述畸变信号的基线估计和稀疏化去噪分解表达式为：x＝Dα+f+w,x∈Rnx为畸变信号，Dα为稀疏化完备表示的校正信号，f为畸变信号中的趋势项，w为信号中包含的噪声，R代表实数域，n代表n维实向量集。可选地，固有时间尺度分解算法能够将原始信号分解成旋转分量信号和基线信号。则信号分解模块包括：初始分解单元，用于将所述校正信号作为原始信号，通过固有时间尺度分解算法进行分解，以获得旋转分量信号和基线信号。循环分解单元，用于若基线信号为非单调函数或非常函数，则将分解得到的基线信号重新作为原始信号，通过固有时间尺度分解算法进行分解，直至基线信号为单调函数或常函数，以获得所述多个旋转分量信号。可选地，所述预设值为0.1。所述相关度为交叉相关系数。则信号筛选模块包括：相关系数计算单元，用于分别计算所述多个旋转分量信号和所述畸变信号的交叉相关系数。筛选单元，用于删除所述交叉相关系数小于0.1的旋转分量信号，以获得多个相关分量信号。可选地，信号重构模块包括：频率筛选单元，用于根据所述多个频谱图，获取预设频率区间内的多个有用信号。重构单元，用于通过同步挤压小波变换，重构所述多个有用信号，获得所述多个子信号。可选地，所述预设频率区间为5Hz至200Hz。可选地，信号叠加模块具体用于：将多个所述子信号进行线性叠加，获得真实信号。第三方面：本专利技术实施例提供了一种从畸变信号中提取真实信号设备，其包括处理器、存储器，以及存储在所述存储器内的计算机程序。所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如第一方面任一段所述的从畸变信号中提取真实信号的方法。第四方面：本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如第一方面任一段所述的从畸变信号中提取真实信号的方法。通过采用上述技术方案，本专利技术可以取得以下技术效果：本专利技术实施例通过对畸变信号进行基线估计及稀疏化去噪、固有时间尺度分解、相关度筛选、同步挤压小波变换重构，以及叠加，能够从畸变信号中提取出真实信号，保证信号的完整性。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种畸变信号中提取真实信号的方法，其特征在于，包括：/n获取畸变信号；/n对所述畸变信号进行基线估计及稀疏化去噪，获得校正信号；/n对所述校正信号进行固有时间尺度分解，获得多个旋转分量信号；/n分别计算所述多个旋转分量信号和所述畸变信号的相关度，并删除相关度小于预设值的旋转分量信号，获得多个相关分量信号；/n分别计算所述多个相关分量信号的多个频谱；/n根据所述多个频谱，通过同步挤压小波变换，分别将所述多个相关分量信号重构成多个子信号；/n将多个所述子信号叠加，获得真实信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种畸变信号中提取真实信号的方法，其特征在于，包括：
获取畸变信号；
对所述畸变信号进行基线估计及稀疏化去噪，获得校正信号；
对所述校正信号进行固有时间尺度分解，获得多个旋转分量信号；
分别计算所述多个旋转分量信号和所述畸变信号的相关度，并删除相关度小于预设值的旋转分量信号，获得多个相关分量信号；
分别计算所述多个相关分量信号的多个频谱；
根据所述多个频谱，通过同步挤压小波变换，分别将所述多个相关分量信号重构成多个子信号；
将多个所述子信号叠加，获得真实信号。


2.根据权利要求1所述的畸变信号中提取真实信号的方法，其特征在于，对所述畸变信号进行基线估计及稀疏化去噪，获得校正信号，具体为：
根据所述畸变信号，通过基线估计和稀疏化去噪分解，获得所述畸变信号的趋势项和噪声；
将所述趋势将和所述噪声，从所述畸变信号中剔除，获得所述校正信号；
所述畸变信号的基线估计和稀疏化去噪分解表达式为：
x＝Dα+f+w,x∈Rn
x为畸变信号，Dα为稀疏化完备表示的校正信号，f为畸变信号中的趋势项，w为信号中包含的噪声，R代表实数域，n代表n维实向量集。


3.根据权利要求1所述的畸变信号中提取真实信号的方法，其特征在于，固有时间尺度分解算法能够将原始信号分解成旋转分量信号和基线信号；则对所述校正信号进行固有时间尺度分解，获得多个旋转分量信号，具体为：
将所述校正信号作为原始信号，通过固有时间尺度分解算法进行分解，以获得旋转分量信号和基线信号；
若基线信号为非单调函数或非常函数，则将分解得到的基线信号重新作为原始信号，通过固有时间尺度分解算法进行分解，直至基线信号为单调函数或常函数，以获得所述多个旋转分量信号。


4.根据权利要求1所述的畸变信号中提取真实信号的方法，其特征在于，所述预设值为0.1；所述相关度为交叉相关系数；
分别计算所述多个旋转分量信号和所述畸变信号的相关度，并删除相关度小于预设值的旋转分量信号，获得多个相关分量信号，具体为：
分别计算所述多个旋转分量信号和所述畸变信号的交叉相关系数；
删除所述交叉相关系数小于0.1的旋转分量信号，以获得多个相关分量信号。


5.根据权利要求1所述的畸变信号中提取真实信号的方法，其特征在于，根据多个所述频谱，通过同步挤压小波变换，分别将所述多个相关分量信号重构成多个子信号，具体为：
根据所述多个频谱图，获取预设频率区间内的多个有用信号；
通过同步挤压小波变换，重构所述多个有用信号，获得所述多个子信号；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：付晓强，俞缙，戴良玉，张会芝，杨悦，
申请(专利权)人：华侨大学，三明学院，
类型：发明
国别省市：福建;35