基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水聲探測領域，為減小海洋噪聲對信號的影響，還原出更真實的原始鯨類叫聲信號。本發(fā)明采用的技術方案是，基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪方法和裝置，首先，將采集到的鯨類叫聲存入鯨聲數(shù)據(jù)庫中，然后，通過小波變換器對鯨聲數(shù)據(jù)庫中的各段鯨聲進行M層小波分解處理；根據(jù)未作處理的小波分解系數(shù)以及聯(lián)合被置零的高頻小波分解系數(shù)，通過小波重構器，利用小波重構原理進行信號的重構，并將重構的信號存入去噪的鯨聲數(shù)據(jù)庫中，其中，鯨聲數(shù)據(jù)庫存儲器、小波變換器、閾值設定器、小波重構器和去噪的鯨聲數(shù)據(jù)庫存儲器為集成在一塊現(xiàn)場可編程門陣列芯片上的固化電路模塊，或者是分立的固化電路模塊。本發(fā)明主要應用于水聲探測場合。
【專利說明】
基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪方法和裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于水聲探測領域，特別是基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪方法和裝置。
【背景技術】
[0002]鯨類會向海洋中發(fā)射叫聲信號，這些信號經(jīng)水聲信道后，被信號采集設備接收到。然而，鯨類叫聲信號從發(fā)射點到采集點，經(jīng)過了水聲信道的傳遞過程，因此，會被引入海洋噪聲。為了減小海洋噪聲對信號的影響，還原出更真實的原始鯨類叫聲信號，本發(fā)明基于小波變換，對鯨類叫聲信號進行處理，以減小海洋噪聲信號的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明旨在提供一種基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪方法及裝置，減小海洋噪聲對信號的影響，還原出更真實的原始鯨類叫聲信號。本發(fā)明采用的技術方案是，基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪方法，步驟如下:
[0004]首先，將采集到的鯨類叫聲存入鯨聲數(shù)據(jù)庫中，然后，通過小波變換器對鯨聲數(shù)據(jù)庫中的各段鯨聲進行M層小波分解處理；
[0005]從第I層到第M層的每一層中，通過閾值設定器分別設定一個閾值Tui指第i層小波分解，并對每一層中的高頻小波分解系數(shù)進行閾值化處理，即，對高頻小波分解系數(shù)小于Ti的系數(shù)直接置零，而對于高頻小波分解系數(shù)不小于Ti的系數(shù)不進行處理；
[0006]根據(jù)未作處理的小波分解系數(shù)以及聯(lián)合被置零的高頻小波分解系數(shù)，通過小波重構器，利用小波重構原理進行信號的重構，并將重構的信號存入去噪的鯨聲數(shù)據(jù)庫中。
[0007]進行M層小波分解處理還包括根據(jù)實際鯨聲的特點選取小波函數(shù)步驟，具體是，小波函對跳變較多鯨聲脈沖，選用Haar-Walsh小波函數(shù)，如果鯨聲脈沖含正弦分量或高頻振蕩，則選用局部三角小波函數(shù)。
[0008]基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪裝置，由依次相連的鯨聲數(shù)據(jù)庫存儲器、小波變換器、閾值設定器、小波重構器和去噪的鯨聲數(shù)據(jù)庫存儲器構成。
[0009]其中，鯨聲數(shù)據(jù)庫存儲器、小波變換器、閾值設定器、小波重構器和去噪的鯨聲數(shù)據(jù)庫存儲器為集成在一塊現(xiàn)場可編程門陣列芯片上的固化電路模塊，或者是分立的固化電路模塊。
[0010]本發(fā)明的特點及有益效果是:
[0011]提供一種基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪方法及裝置，減小海洋噪聲對信號的影響，還原出更真實的原始鯨類叫聲信號。
【附圖說明】
:
[0012]圖1示出本發(fā)明中所述方法的流程圖。
[0013]圖1中:I為鯨聲數(shù)據(jù)庫;2為小波變換器;3為閾值設定器;4為小波重構器;5為去噪的鯨聲數(shù)據(jù)庫。
【具體實施方式】
[0014]為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪方法及裝置。
[0015]本發(fā)明采取的技術方案是，一種基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪方法及裝置，其實現(xiàn)裝置如圖1所示，其實現(xiàn)過程如下:
[0016]首先，將采集到的鯨類叫聲存入鯨聲數(shù)據(jù)庫I中，然后，通過小波變換器2對鯨聲數(shù)據(jù)庫中的各段鯨聲進行M層小波分解處理；
[0017]進一步地，小波函數(shù)的選取可根據(jù)實際鯨聲的特點進行確定，如對跳變較多鯨聲脈沖，可選用Haar-Walsh小波函數(shù)，如果鯨聲脈沖含正弦分量或高頻振蕩，可選用局部三角小波函數(shù)；
[0018]進一步地，從第I層到第M層的每一層中，通過閾值設定器3分別設定一個閾值T1Q指第i層小波分解)，并對每一層中的高頻小波分解系數(shù)進行閾值化處理，即，對高頻小波分解系數(shù)小于Ti的系數(shù)直接置零，而對于高頻小波分解系數(shù)不小于Ti的系數(shù)不進行處理；
[0019]進一步地，根據(jù)未作處理的小波分解系數(shù)以及聯(lián)合被置零的高頻小波分解系數(shù)，通過小波重構器4，利用小波重構原理進行信號的重構，并將重構的信號存入去噪的鯨聲數(shù)據(jù)庫5中。
[0020]進一步地，鯨聲數(shù)據(jù)庫1、小波變換器2、閾值設定器3、小波重構器4和去噪的鯨聲數(shù)據(jù)庫5可通過現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、或數(shù)字信號處理器(DSP)硬件系統(tǒng)，或者是分立的固化電路模塊來實現(xiàn)。
【主權項】
1.一種基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪方法，其特征是，步驟如下: 首先，將采集到的鯨類叫聲存入鯨聲數(shù)據(jù)庫中，然后，通過小波變換器對鯨聲數(shù)據(jù)庫中的各段鯨聲進行M層小波分解處理； 從第I層到第M層的每一層中，通過閾值設定器分別設定一個閾值I\，i指第i層小波分解，并對每一層中的高頻小波分解系數(shù)進行閾值化處理，即，對高頻小波分解系數(shù)小于Ti的系數(shù)直接置零，而對于高頻小波分解系數(shù)不小于Ti的系數(shù)不進行處理； 根據(jù)未作處理的小波分解系數(shù)以及聯(lián)合被置零的高頻小波分解系數(shù)，通過小波重構器，利用小波重構原理進行信號的重構，并將重構的信號存入去噪的鯨聲數(shù)據(jù)庫中。2.如權利要求1所述的基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪方法，其特征是，進行M層小波分解處理還包括根據(jù)實際鯨聲的特點選取小波函數(shù)步驟，具體是，小波函對跳變較多鯨聲脈沖，選用Haar-Walsh小波函數(shù)，如果鯨聲脈沖含正弦分量或高頻振蕩，則選用局部三角小波函數(shù)。3.—種基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪裝置，其特征是，由依次相連的鯨聲數(shù)據(jù)庫存儲器、小波變換器、閾值設定器、小波重構器和去噪的鯨聲數(shù)據(jù)庫存儲器構成。4.如權利要求3所述的基于小波變換的鯨類叫聲信號去噪裝置，其特征是，鯨聲數(shù)據(jù)庫存儲器、小波變換器、閾值設定器、小波重構器和去噪的鯨聲數(shù)據(jù)庫存儲器為集成在一塊現(xiàn)場可編程門陣列芯片上的固化電路模塊，或者是分立的固化電路模塊。
【文檔編號】G10L21/028GK106024006SQ201610286409
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】蔣佳佳, 段發(fā)階, 王憲全, 馬世雄
【申請人】天津大學