一种基于自适应小波阈值函数的水声信号处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自适应小波阈值函数的水声信号处理方法，属于海洋信息技术领域。本发明专利技术首先提出基于可调节归零窗口的双边增强小波阈值函数，利用阈值构造双边增强的小波阈值函数，能够消除现有小波阈值函数的震荡，在使得重构过程中，小波系数不会有断层，保证了小波的稳定分解和重构；然后根据含噪信号的方差来估计信号的信噪比，根据信噪比自适应调节归零窗口的参数，从而更好地消除噪声的小波系数，提高去噪性能；最后在小波系数重构时，本发明专利技术能够根据阈值选择合适的阈值函数，提高了算法的鲁棒性，并有效降低了高斯噪声对信号质量的影响，大幅度提升信号接收信号质量。大幅度提升信号接收信号质量。大幅度提升信号接收信号质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应小波阈值函数的水声信号处理方法


[0001]本专利技术属于海洋信息
，具体地说，涉及一种基于自适应小波阈值函数的水声信号处理方法。

技术介绍

[0002]信号在传输时，受到大量复杂背景噪声影响，包括非高斯噪声和高斯噪声。现有的各种方法如滤波方法、小波变换(WT)方法、经验模态分解(EMD)方法和多级奇异谱分析均可有效抑制高斯噪声。在这些方法中，小波阈值法由于可以得到目标信号的渐近最优估计而得到了广泛的应用。阈值估计和阈值函数的构造是小波阈值法的两个关键因素。目前广泛使用的阈值估计方法是Donoho和Johnstone等人提出的统一阈值估计方法。统一阈值估计方法是基于高斯噪声模型下多维独立正态变量的决策理论。设计了软阈值函数和硬阈值函数来收缩小波系数，获得较高的去噪性能。然而，上述方法依赖于对噪声方差的准确估计，难以应用于实际未知的噪声方差。此外，上述方法按照固定结构收缩小波系数，缺乏自适应性，降低了信号处理的灵活性。
[0003]为了克服上述局限性，Yi等提出了一种基于Sigmoid函数的改进阈值方法，并讨论了小波基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应小波阈值函数的水声信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：首先利用模拟接收信号数据，设计基于可调节归零窗口的双边增强小波阈值函数，利用阈值构造双边增强的小波阈值函数；S2：再根据含噪信号的方差来估计信号的信噪比，根据信噪比自适应调节归零窗口的参数；S3：对接收到的信号数据进行小波分解，并生成初始化种群，判断种群中每个阈值的大小，当阈值大于1时，使用所述基于可调节归零窗口的双边增强小波阈值函数去噪，当阈值小于1时，使用增强小波阈值函数去噪；寻找最佳阈值及其对应的去噪信号，得到去噪信号，输出。2.如权利要求1所述的基于自适应小波阈值函数的水声信号处理方法，其特征在于，所述S1具体如下：S1
‑
1：构造含噪信号模型：假设无噪信号s叠加一个高斯噪声e，得到含噪信号y，即：；其中高斯噪声e对应的概率密度函数为：；各信号对应的小波系数为：；S1
‑
2：利用阈值T
k
构造双边增强的小波阈值函数：构造的双边增强的小波阈值函数对应的数学表达方式为：；其中，sgn()是符号函数，w
k,t
是小波系数，η是阈值外端调节因子，η>0，T
k
是阈值，γ是阈值内端调节因子，γ≥1, β是归零窗口调...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爽，王景景，徐凌伟，杨健敏，刘帅，郁泽慧，杨星海，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：