基于地波和视频的多模态入侵探测系统的制作方法

本发明涉及电数据处理，具体涉及一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统。

背景技术：

1、常用安保监控系统存在较大限制，例如视觉死区、无光照等，因此，出现了监测性能更好、应用范围更广的多模态入侵探测系统。其中，地下振动监测是指通过地波监测地下微弱振动，将微弱振动进行采集和回传，能在一定范围内对土壤的挖掘、踩踏和远距离爆破等行为取得感知并将地波信号回传，将地波信号结合视频、声波监测信息进行分析与判断入侵行为。多模态入侵探测系统可广泛应用于野外文物保护、博物馆、重点文物场所、金库、重要资料库、物质储备库等重大安全监测防范领域。

2、获取的地波信号会受到大量射频干扰，现有方法一般通过emd算法分解获取的地波信号，获得分量信号，在分解时不能完全保证将不同类型噪声单独分割到每一个分量信号中，因此，对每个分量信号同时进行去噪，可能会造成分量信号中的地波信号受损，且分量信号叠加重建后该损伤还会进一步被放大。现有的另一种处理方法是直接去除前几个噪声较多的imf分量信号，该方法比较粗糙，会丢失很多的地波信号，破坏地波信号的完整性。这两种方法都会使得地波信号的完整性缺失较大，使得地波信号不准确，进而不能对实际发生的地波状况进行准确的探测。

技术实现思路

1、为了解决去噪方法粗糙，导致地波信号受损而不准确的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明实施例中提供了一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统，该系统包括以下：

3、数据获取模块，用于获得地波信息与视频；

4、目标分量信号获取模块，用于将所述地波信号进行逐级分解，获取至少两条分量信号，根据极值点的幅值与时宽获取每条所述分量信号的噪声干扰程度，时宽为每个所述极值点的左右两侧零点之间的时间段；根据所述噪声干扰程度确定目标分量信号；

5、调节系数获取模块，用于根据所述目标分量信号中每个极值点的幅值确定异常极值点，根据所述异常极值点的幅值分布获取幅值异常度；获取所述异常极值点的所述时宽作为局部时间段，在所述目标分量信号的上级分量信号的初始信号中将所述局部时间段的曲线作为目标曲线段，根据所述幅值异常度与所述目标曲线段内每个极值点的幅值，获取所述目标曲线段内每个极值点的调节系数；

6、去噪地波信号获取模块，用于根据所述目标曲线段内相邻两个极值点的所述调节系数与幅值，获取新的包络值，根据所述新的包络值获取去噪分量信号；逐级对每个所述目标分量信号进行去噪，根据所有去噪分量信号获取去噪后的地波信号；

7、入侵探测模块，用于根据去噪后的地波信号与视频进行入侵探测与报警。

8、进一步地，所述噪声干扰程度的获取方法，包括：

9、获取极值点的幅值与时宽之间的欧氏范数作为极值点的判断异常值；

10、获取任意一条分量信号中的任意一条包络线的判断异常值方差作为对应分量信号的噪声干扰程度。

11、进一步地，所述根据所述噪声干扰程度确定目标分量信号的方法，包括：

12、设置噪声干扰程度阈值，当噪声干扰程度大于或等于噪声干扰程度阈值时，将对应的分量信号标记为目标分量信号。

13、进一步地，所述异常极值点的获取方法，包括：

14、计算目标分量信号中每个极值点的幅值与对应包络线的平均幅值的差值作为异常确定值；

15、当异常确定值满足预设异常确定值阈值时，将对应极值点标记为异常极值点。

16、进一步地，所述幅值异常度的获取方法，包络：

17、将异常确定值与对应包络线的平均幅值的比值作为所述异常极值点的幅值异常度。

18、进一步地，所述调节系数的获取方法，包括：

19、将任意一条包络线在目标曲线段内的所有极值点的幅值进行累加的结果作为第一结果，计算目标曲线段内每个极值点的幅值与对应第一结果的比值作为每个极值点的权重；

20、将所述权重与幅值异常值的乘积作为目标曲线段内每个对应极值点的调节系数。

21、进一步地，所述新的包络值的获取方法，包括：

22、获取目标曲线段内同一条包络线上的相邻两个极值点的调节系数之和作为总权重；

23、获取目标曲线段内同一条包络线上的相邻两个极值点的幅值均值作为参考幅值；

24、将总权重与参考幅值的乘积作为新的包络值。

25、进一步地，所述根据去噪分量信号获取去噪后的地波信号的方法，包括：

26、将去噪分量信号进行叠加重构获取去噪后的地波信号。

27、本发明具有如下有益效果：

28、根据极值点的幅值与时宽获取每条分量信号的噪声干扰程度，确定每条分量信号中的噪声信号，进而根据噪声干扰程度确定需要进行噪声信号处理的目标分量信号，避免对每个分量信号进行分析，提高对地波信号进行去噪的效率；根据目标分量信号中每个极值点的幅值确定异常极值点，便于获取目标分量信号中的可疑噪声信号，进而确定可疑噪声信号的局部时间段；在目标分量信号的上级分量信号的初始信号中找到局部时间段内的曲线作为目标曲线段，确定要进行噪声信号处理的区域，提高去噪处理的效率；根据幅值异常度与目标曲线段内每个极值点的幅值，获取目标曲线段内每个极值点的调节系数，确定每个极值点的调节程度；根据目标曲线段内相邻两个极值点的调节系数与幅值，获取新的包络值，使得新的包络值的偏离程度更小，进而根据新的包络值获取初始信号新的包络线，使得新的包络线更趋向平直，根据新的包络线获取去噪分量信号，进而将可疑噪声信号保留在上级分量信号中，每个分量信号逐级迭代更新后，因为第一级分量信号没有对应的上一级分量信号，因此，可将可疑噪声信号全部向上堆积到第一级分量信号中，将第一级分量信号去除，即根据所有去噪分量信号获取去噪后的地波信号，实现对地波信号的去噪，使得地波信号损伤最小，且不需要使用复杂的去噪算法对各级分量信号中不同类型的噪声信号进行自适应处理，仅需要向上级分量信号中堆积噪声信号即可，去噪效果更好、数据损伤更小、地波信号监测结果更准确，进而根据去噪后的地波信号与视频进行准确的入侵探测与报警。

技术特征：

1.一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统，其特征在于，所述系统包括：

2.如权利要求1所述的一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统，其特征在于，所述噪声干扰程度的获取方法，包括：

3.如权利要求1所述的一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统，其特征在于，所述根据所述噪声干扰程度确定目标分量信号的方法，包括：

4.如权利要求1所述的一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统，其特征在于，所述异常极值点的获取方法，包括：

5.如权利要求4所述的一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统，其特征在于，所述幅值异常度的获取方法，包络：

6.如权利要求1所述的一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统，其特征在于，所述调节系数的获取方法，包括：

7.如权利要求1所述的一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统，其特征在于，所述新的包络值的获取方法，包括：

8.如权利要求1所述的一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统，其特征在于，所述根据去噪分量信号获取去噪后的地波信号的方法，包括：

技术总结
本发明涉及电数据处理技术领域，具体涉及一种基于地波和视频的多模态入侵探测系统。该系统获得地波信息与视频，将地波信号进行分解，获取分量信号，根据极值点的幅值与时宽获取分量信号的噪声干扰程度；根据噪声干扰程度确定目标分量信号；根据目标分量信号中极值点的幅值确定异常极值点，根据异常极值点获取幅值异常度；根据异常极值点的时宽确定目标分量信号的上级分量信号的初始信号中的目标曲线段，根据幅值异常度获取目标曲线段内每个极值点的调节系数；根据调节系数获取新的包络值，根据新的包络值获取去噪分量信号，根据去噪分量信号获取去噪后的地波信号，提高地波信号的准确性，根据去噪地波信号与视频进行准确的入侵探测与报警。

技术研发人员：周胜,许大为,张应清,童键,刘驰,张飞
受保护的技术使用者：光谷技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12