一种基于改进CEEMD-WPT的声发射信号降噪方法及相关设备与流程

本公开涉及信号降噪，尤其涉及一种基于改进ceemd-wpt的声发射信号降噪方法及相关设备。

背景技术：

1、裂纹作为一种损伤，其严重影响了结构的性能，在各行各业中广泛存在，并为后续的事故埋下了隐患。生成裂纹的位置多种多样，某些材料内部裂纹和结构死角裂纹较难发现，但同样削弱了结构的性能，具有更大的危险性。随着声发射技术的发展，使得检测更加容易。声发射技术的应用也存在困难，声发射信号的记录可能会受的环境和接触区的影响产生噪声传统的ceemd和wpt降噪算法虽然在大量的声发射研究中有着不错的表现，但其对高信噪比的信号降噪效果有限。

2、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种基于改进ceemd-wpt的声发射信号降噪方法及相关设备，至少在一定程度上克服现有技术存在的问题，通过改进原有的ceemd分解，在添加白噪声和emd分解两个步骤中间添加一个wpt降噪步骤，并且将原有的求平均方法改为每次循环都求平均，从而提升了剔除信号中的高频噪声的能力。

2、本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

3、根据本技术的一个方面，提供一种基于改进ceemd-wpt的声发射信号降噪方法，包括：获取原始信号x(t)；基于第一预设规则对采集到的所述原始信号x(t)进行处理，生成排序后的信号x(t)；对所述排序后的信号x(t)进行增噪处理，生成包含多对白噪声的含噪信号组；对所述含噪信号组进行wpt降噪处理，生成降噪后的信号组；对所述降噪后的信号组进行emd分解处理，生成多组imfs分量和残差r(t)；基于第二预设规则对所述imfs分量进行处理，生成预处理后的imfs分量；基于第三预设规则对所述预处理后的imfs分量进行处理，生成降噪后的信号x’(t)。

4、在本技术的一个实施例中，所述基于第一预设规则对采集到的所述原始信号x(t)进行处理，生成排序后的信号x(t)，包括：基于emd方法对采集到的所述原始信号x(t)进行处理，生成预处理信号；按照频率从高到低对所述预处理信号进行排序，生成排序后的信号x(t)。

5、在本技术的一个实施例中，所述基于emd方法对采集到的所述原始信号x(t)进行处理，生成预处理信号，包括：基于savizky-golay滤波降噪方法对采集到的所述原始信号x(t)进行处理，生成初始降噪信号；基于labview的emd阈值降噪方法对所述初始降噪信号进行二次降噪，生成深度降噪信号。

6、在本技术的一个实施例中，所述基于第二预设规则对所述imfs分量进行处理，生成预处理后的imfs分量，包括：获取预设平均值imfj；基于所述预设平均值imfj对所述降噪后的信号组进行处理，生成所述降噪后的信号组的目标信号r(t)；对所述目标信号r(t)进行处理，生成预处理后的imfs分量。

7、在本技术的一个实施例中，所述对所述目标信号r(t)进行处理，生成预处理后的imfs分量，包括：步骤1、基于第一预设规则对目标信号r(t)进行处理，生成新的排序后的信号x(t)；步骤2、对所述排序后的信号x(t)进行增噪处理，生成包含多对白噪声的含噪信号组；步骤3、对所述含噪信号组进行wpt降噪处理，生成降噪后的信号组；步骤4、对所述降噪后的信号组进行emd分解处理，生成多组imfs分量和残差r(t)；步骤5、基于所述预设平均值imfj对所述降噪后的信号组进行处理，生成所述降噪后的信号组的目标信号r(t)；若所述目标信号r(t)可分解或分解次数低于上限阈值，则返回步骤1；若所述目标信号r(t)不可分解或分解次数高于上限阈值，则删除所述残差值r(t)，生成改进ceemd分解后的结果imfs分量。

8、在本技术的一个实施例中，所述基于第三预设规则对所述预处理后的imfs分量进行处理，生成降噪后的信号x’(t)，包括：对所述imfs分量进行处理，生成所述imfs中每一个分量与所述原始信号对应的相关性系数；基于预设阈值对所述相关性系数进行处理，对所述相关性系数划分为强相关分量或弱相关分量；对所述弱相关分量进行wpt降噪处理，剔除其中的噪声成分；将所述弱相关分量和所述强相关分量进行emd重构，生成降噪后的信号x’(t)。

9、在本技术的一个实施例中，所述基于预设阈值对所述相关性系数进行处理，对所述相关性系数划分为强相关分量或弱相关分量，包括：

10、

11、

12、

13、其中ci为第i个imf分量与原信号的相关性系数，t为最终阈值；将所述t小于等于0.3的相关性系数划分为弱相关分量，将所述t大于0.3的相关性系数划分为强相关分量。

14、本技术的另一个方面，一种基于改进ceemd-wpt的声发射信号降噪装置，其特征在于，包括：获取模块，被配置为获取原始信号x(t)；处理模块，被配置为基于第一预设规则对采集到的所述原始信号x(t)进行处理，生成排序后的信号x(t)；对所述排序后的信号x(t)进行增噪处理，生成包含多对白噪声的含噪信号组；对所述含噪信号组进行wpt降噪处理，生成降噪后的信号组；对所述降噪后的信号组进行emd分解处理，生成多组imfs分量和残差r(t)；基于第二预设规则对所述imfs分量进行处理，生成预处理后的imfs分量；基于第三预设规则对所述预处理后的imfs分量进行处理，生成降噪后的信号x’(t)。

15、根据本技术的再一个方面，一种电子设备，其特征在于，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行实现上述的基于改进ceemd-wpt的声发射信号降噪方法。

16、根据本技术的又一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于改进ceemd-wpt的声发射信号降噪方法。

17、根据本技术的又一个方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于改进ceemd-wpt的声发射信号降噪方法。

18、本技术所提供的一种基于改进ceemd-wpt的声发射信号降噪方法，获取原始信号x(t)，基于第一预设规则对采集到的所述原始信号x(t)进行处理，生成排序后的信号x(t)，对所述排序后的信号x(t)进行增噪处理，生成包含多对白噪声的含噪信号组，对所述含噪信号组进行wpt降噪处理，生成降噪后的信号组。对所述降噪后的信号组进行emd分解处理，生成多组imfs分量和残差r(t)，基于第二预设规则对所述imfs分量进行处理，生成预处理后的imfs分量，基于第三预设规则对所述预处理后的imfs分量进行处理，生成降噪后的信号x’(t)。通过改进原有的ceemd分解，在添加白噪声和emd分解两个步骤中间添加一个wpt降噪步骤，并且将原有的求平均方法改为每次循环都求平均，从而提升了剔除信号中的高频噪声的能力。此外，通过使用平均相关系数阈值方法区分分解后的imf分量是否为强相关分量，并对低相关分量进行的wpt处理，最后将处理后的强弱相关分量进行emd重构，从而提升了保存信号低频特征的能力。

19、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。