基于小波变换的鲸类叫声信号去噪方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明属于水声探测领域，为减小海洋噪声对信号的影响，还原出更真实的原始鲸类叫声信号。本发明采用的技术方案是，基于小波变换的鲸类叫声信号去噪方法和装置，首先，将采集到的鲸类叫声存入鲸声数据库中，然后，通过小波变换器对鲸声数据库中的各段鲸声进行M层小波分解处理；根据未作处理的小波分解系数以及联合被置零的高频小波分解系数，通过小波重构器，利用小波重构原理进行信号的重构，并将重构的信号存入去噪的鲸声数据库中，其中，鲸声数据库存储器、小波变换器、阈值设定器、小波重构器和去噪的鲸声数据库存储器为集成在一块现场可编程门阵列芯片上的固化电路模块，或者是分立的固化电路模块。本发明主要应用于水声探测场合。
【专利说明】
基于小波变换的鲸类叫声信号去噪方法和装置
技术领域
[0001]本发明属于水声探测领域，特别是基于小波变换的鲸类叫声信号去噪方法和装置。
【背景技术】
[0002]鲸类会向海洋中发射叫声信号，这些信号经水声信道后，被信号采集设备接收到。然而，鲸类叫声信号从发射点到采集点，经过了水声信道的传递过程，因此，会被引入海洋噪声。为了减小海洋噪声对信号的影响，还原出更真实的原始鲸类叫声信号，本发明基于小波变换，对鲸类叫声信号进行处理，以减小海洋噪声信号的影响。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于小波变换的鲸类叫声信号去噪方法及装置，减小海洋噪声对信号的影响，还原出更真实的原始鲸类叫声信号。本发明采用的技术方案是，基于小波变换的鲸类叫声信号去噪方法，步骤如下:
[0004]首先，将采集到的鲸类叫声存入鲸声数据库中，然后，通过小波变换器对鲸声数据库中的各段鲸声进行M层小波分解处理；
[0005]从第I层到第M层的每一层中，通过阈值设定器分别设定一个阈值Tui指第i层小波分解，并对每一层中的高频小波分解系数进行阈值化处理，即，对高频小波分解系数小于Ti的系数直接置零，而对于高频小波分解系数不小于Ti的系数不进行处理；
[0006]根据未作处理的小波分解系数以及联合被置零的高频小波分解系数，通过小波重构器，利用小波重构原理进行信号的重构，并将重构的信号存入去噪的鲸声数据库中。
[0007]进行M层小波分解处理还包括根据实际鲸声的特点选取小波函数步骤，具体是，小波函对跳变较多鲸声脉冲，选用Haar-Walsh小波函数，如果鲸声脉冲含正弦分量或高频振荡，则选用局部三角小波函数。
[0008]基于小波变换的鲸类叫声信号去噪装置，由依次相连的鲸声数据库存储器、小波变换器、阈值设定器、小波重构器和去噪的鲸声数据库存储器构成。
[0009]其中，鲸声数据库存储器、小波变换器、阈值设定器、小波重构器和去噪的鲸声数据库存储器为集成在一块现场可编程门阵列芯片上的固化电路模块，或者是分立的固化电路模块。
[0010]本发明的特点及有益效果是:
[0011]提供一种基于小波变换的鲸类叫声信号去噪方法及装置，减小海洋噪声对信号的影响，还原出更真实的原始鲸类叫声信号。
【附图说明】
:
[0012]图1示出本发明中所述方法的流程图。
[0013]图1中:I为鲸声数据库;2为小波变换器;3为阈值设定器;4为小波重构器;5为去噪的鲸声数据库。
【具体实施方式】
[0014]为克服现有技术的不足，本发明提供一种基于小波变换的鲸类叫声信号去噪方法及装置。
[0015]本发明采取的技术方案是，一种基于小波变换的鲸类叫声信号去噪方法及装置，其实现装置如图1所示，其实现过程如下:
[0016]首先，将采集到的鲸类叫声存入鲸声数据库I中，然后，通过小波变换器2对鲸声数据库中的各段鲸声进行M层小波分解处理；
[0017]进一步地，小波函数的选取可根据实际鲸声的特点进行确定，如对跳变较多鲸声脉冲，可选用Haar-Walsh小波函数，如果鲸声脉冲含正弦分量或高频振荡，可选用局部三角小波函数；
[0018]进一步地，从第I层到第M层的每一层中，通过阈值设定器3分别设定一个阈值T1Q指第i层小波分解)，并对每一层中的高频小波分解系数进行阈值化处理，即，对高频小波分解系数小于Ti的系数直接置零，而对于高频小波分解系数不小于Ti的系数不进行处理；
[0019]进一步地，根据未作处理的小波分解系数以及联合被置零的高频小波分解系数，通过小波重构器4，利用小波重构原理进行信号的重构，并将重构的信号存入去噪的鲸声数据库5中。
[0020]进一步地，鲸声数据库1、小波变换器2、阈值设定器3、小波重构器4和去噪的鲸声数据库5可通过现场可编程门阵列(FPGA)、或数字信号处理器(DSP)硬件系统，或者是分立的固化电路模块来实现。
【主权项】
1.一种基于小波变换的鲸类叫声信号去噪方法，其特征是，步骤如下: 首先，将采集到的鲸类叫声存入鲸声数据库中，然后，通过小波变换器对鲸声数据库中的各段鲸声进行M层小波分解处理； 从第I层到第M层的每一层中，通过阈值设定器分别设定一个阈值I\，i指第i层小波分解，并对每一层中的高频小波分解系数进行阈值化处理，即，对高频小波分解系数小于Ti的系数直接置零，而对于高频小波分解系数不小于Ti的系数不进行处理； 根据未作处理的小波分解系数以及联合被置零的高频小波分解系数，通过小波重构器，利用小波重构原理进行信号的重构，并将重构的信号存入去噪的鲸声数据库中。2.如权利要求1所述的基于小波变换的鲸类叫声信号去噪方法，其特征是，进行M层小波分解处理还包括根据实际鲸声的特点选取小波函数步骤，具体是，小波函对跳变较多鲸声脉冲，选用Haar-Walsh小波函数，如果鲸声脉冲含正弦分量或高频振荡，则选用局部三角小波函数。3.—种基于小波变换的鲸类叫声信号去噪装置，其特征是，由依次相连的鲸声数据库存储器、小波变换器、阈值设定器、小波重构器和去噪的鲸声数据库存储器构成。4.如权利要求3所述的基于小波变换的鲸类叫声信号去噪装置，其特征是，鲸声数据库存储器、小波变换器、阈值设定器、小波重构器和去噪的鲸声数据库存储器为集成在一块现场可编程门阵列芯片上的固化电路模块，或者是分立的固化电路模块。
【文档编号】G10L21/028GK106024006SQ201610286409
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】蒋佳佳, 段发阶, 王宪全, 马世雄
【申请人】天津大学