一種對fft數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性均值降噪方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對FFT數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性均值降噪方法，設(shè)定參考值dRef，對所要處理的FFT信號(hào)數(shù)據(jù)與所述參考值dRef進(jìn)行比較，對于低于所述參考值dRef的數(shù)據(jù)，取相鄰的設(shè)定個(gè)數(shù)的數(shù)據(jù)求取平均值，以該平均值代替低于所述參考值dRef的數(shù)據(jù)值；減小參考值以下畸變數(shù)據(jù)的幅值大小，同時(shí)縮減噪聲帶，使參考值以下的信號(hào)向噪聲中心收攏。通過相鄰數(shù)據(jù)平均的方法能夠減小參考值以下畸變數(shù)據(jù)的幅值大小，同時(shí)縮減噪聲帶，使得參考值以下信號(hào)向噪聲中心收攏，在一定程度上能夠抑制噪聲、減小干擾信號(hào)能量。
【專利說明】
-種對FFT數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性均值降噪方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種對FFT數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性均 值降噪方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在高速采集信號(hào)分析處理領(lǐng)域，高速采樣數(shù)據(jù)在FFT變換處理后，因高速取樣條件 下硬件設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析處理難度限制，很多時(shí)候會(huì)由于大帶寬問題、信號(hào)泄露問題、信 號(hào)混疊問題、帶內(nèi)自激問題等，使得FFT后效果并不理想，一些不想要的信號(hào)或并不關(guān)屯、的 小信號(hào)會(huì)混雜在信號(hào)噪底之上，高速情況下通過改善硬件和優(yōu)化可編程邏輯時(shí)序已很難解 決，影響數(shù)據(jù)處理效果。
[0003] 通常情況下，在硬件環(huán)境不理想時(shí)，尤其在高速應(yīng)用情況下，一般很難通過硬件優(yōu) 化手段做到信號(hào)效果的徹底改善。同時(shí)，硬件環(huán)境的改善在一定程度上需增加人力開銷、時(shí) 間擴(kuò)展、硬件資源耗費(fèi)等，且很多情況下，因環(huán)境的不同，一次的調(diào)試結(jié)果不具備多個(gè)環(huán)境 下的通用性需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種對FFT數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性 均值降噪方法，通過相鄰數(shù)據(jù)平均的方法能夠減小參考值W下崎變數(shù)據(jù)的幅值大小，同時(shí) 縮減噪聲帶，使得參考值W下信號(hào)向噪聲中屯、收猶，在一定程度上能夠抑制噪聲、減小干擾 信號(hào)能量。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種對FFT數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性均值降噪方法，設(shè)定參考值dRef，對所要處理 的FFT信號(hào)數(shù)據(jù)與所述參考值dRef進(jìn)行比較，對于低于所述參考值dRef的數(shù)據(jù)，取相鄰的設(shè) 定個(gè)數(shù)的數(shù)據(jù)求取平均值，W該平均值代替低于所述參考值dRef的數(shù)據(jù)值;減小參考值W 下崎變數(shù)據(jù)的幅值大小，同時(shí)縮減噪聲帶，使參考值W下的信號(hào)向噪聲中屯、收猶。
[0007] 具體實(shí)現(xiàn)步驟包括：
[000引步驟1:對于給定的由N個(gè)FFT數(shù)據(jù)組成的值組X，及參考值dRef，設(shè)數(shù)據(jù)值組X的計(jì) 數(shù)索引為L，向后取數(shù)計(jì)數(shù)Ln,中間求均值變量Xi、枯、X3 ;設(shè)L為0、Ln為0，然后進(jìn)入步驟2; [0009]步驟2:獲取計(jì)數(shù)索引L對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl，判斷Xl是否小于參考值dRef，是 則進(jìn)入步驟3，否則進(jìn)入步驟13;
[0010] 步驟3:將Xl賦值于Xi，Ln賦值1;進(jìn)入步驟4;
[0011] 步驟4:判斷L+Ln是否小于N，是則進(jìn)入步驟5，否則進(jìn)入步驟13;
[001 ^ 步驟5:獲取L+Ln索引對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xli，判斷Xli是否小于參考值dRef，是 則進(jìn)入步驟6，否則進(jìn)入步驟7;
[001引步驟6:將Xli賦值于枯，Ln加1;進(jìn)入步驟8;
[0014] 步驟7: Ln加1;返回步驟4;
[001引步驟8:判斷L+Ln是否小于N，是貝贓入步驟9，否貝贓入步驟16;
[0016] 步驟9:獲取L+Ln索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl2，判斷Xl2是否小于參考值dRef， 是則進(jìn)入步驟10，否則進(jìn)入步驟11;
[0017] 步驟10:將Xl2賦值于X3，進(jìn)入步驟12;
[001引步驟11: Ln加1;返回步驟8;
[0019]步驟12:求取Xi、X2、X3的均值X4，將X4賦值替換L索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl， 進(jìn)入步驟13;
[0020] 步驟13:L加1，進(jìn)入步驟14;
[0021] 步驟14:判斷L是否小于N，是則進(jìn)入步驟15,否則進(jìn)入步驟17;
[0022] 步驟15: Ln賦值0,返回步驟2;
[00剖步驟16:求取Xi、拉的均值Xs，將Xs賦值替換L索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl，返 回步驟13;
[0024] 步驟17:獲取索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl3，和心2索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X 的數(shù)據(jù)值Xl4,如果Xl3小于參考值dRef且Xl地小于參考值dRef，進(jìn)去步驟18;否則整個(gè)處理 流程結(jié)束，返回步驟1進(jìn)行下一輪數(shù)據(jù)處理；
[0025] 步驟18:求取Xl3、Xl4的均值X6,將Xs賦值替換レl索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值 Xl3,處理最后一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)后整個(gè)處理流程結(jié)束，返回步驟1進(jìn)行下一輪數(shù)據(jù)處理。
[00%]所述步驟12中所述的均值X4的確定方法關(guān)
[0027] 所述步驟16中所述的均值Xs的確定方法關(guān)
[0028] 所述步驟18中所述的均值X6的確定方法關(guān)
[0029] 本發(fā)明的有益效果：
[0030] 本發(fā)明的方法通過相鄰數(shù)據(jù)平均的方法能夠減小參考值W下崎變數(shù)據(jù)的幅值大 小，同時(shí)縮減噪聲帶，使得參考值W下信號(hào)向噪聲中屯、收猶，在一定程度上能夠抑制噪聲、 減小干擾信號(hào)能量。
[0031] 而本發(fā)明從方法上進(jìn)行改進(jìn)，大大簡化了對硬件的要求和依賴性，同時(shí)也減少了 硬件調(diào)試所帶來的開銷。在高速采集硬件調(diào)試和高速FPGA信號(hào)處理調(diào)試已無法改善信號(hào)處 理效果的情況下，W可選配模式進(jìn)行后續(xù)進(jìn)一步處理，應(yīng)用靈活方便，可優(yōu)化處理效果，有 針對性的提高信號(hào)分析效果。且調(diào)試時(shí)間短，節(jié)省了人力、物力成本，提高了效益。
【附圖說明】
[0032] 圖1為3點(diǎn)噪聲均值濾波后效果。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0034] 一種對FFT數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性均值降噪方法，正是針對采樣數(shù)據(jù)FFT處理后 小信號(hào)混雜的不理想的情況下進(jìn)行的濾波和噪底凈化處理操作，提高FFT處理效果，優(yōu)化數(shù) 據(jù)處理結(jié)果。
[0035] 本發(fā)明方法是對所要處理的FFT信號(hào)數(shù)據(jù)中低于參考值dRef的向后相鄰3個(gè)數(shù)據(jù) (包括第一個(gè)低于參考值dRef的數(shù)據(jù))進(jìn)行平均值求取，W代替該數(shù)據(jù)值進(jìn)行處理。
[0036] 該方法通過相鄰數(shù)據(jù)平均的方法能夠減小參考值W下崎變數(shù)據(jù)的幅值大小，同時(shí) 縮減噪聲帶，使得參考值W下信號(hào)向噪聲中屯、收猶，在一定程度上能夠抑制噪聲、減小干擾 信號(hào)能量。
[0037] 設(shè)參考值dRef為-22地時(shí)，3點(diǎn)相關(guān)性均值濾波效果如圖1所示，濾波后，40MHz處干 擾信號(hào)和零頻部分信號(hào)幅度明顯減小，整個(gè)基帶噪聲向噪聲中屯、附近收縮，干擾信號(hào)和噪 聲信號(hào)得到有效抑制，而IOOMHz有用信號(hào)并未影響。
[0038] 參考值dRef取值不同，得到的濾波優(yōu)化效果也不同，可根據(jù)具體使用情況進(jìn)行合 適的調(diào)整，W達(dá)到本發(fā)明方法具體使用環(huán)境下最優(yōu)的使用效果。
[0039] 本實(shí)施例給出了本發(fā)明具體實(shí)施的案例，包括W下步驟：
[0040] 步驟1:對于給定的由N個(gè)FFT數(shù)據(jù)組成的值組X，及參考值dRef，設(shè)數(shù)據(jù)值組X的計(jì) 數(shù)索引為L，向后取數(shù)計(jì)數(shù)Ln,中間求均值變量Xi、拉、X3;設(shè)L為0、Ln為0，然后進(jìn)入步驟2; [OOW 步驟2:獲取計(jì)數(shù)索引L對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl，判斷Xl是否小于參考值dRef，是 則進(jìn)入步驟3，否則進(jìn)入步驟13;
[00創(chuàng)步驟3:將Xl賦值于Xi，Ln賦值1;進(jìn)入步驟4;
[0043] 步驟4:判斷L+Ln是否小于N，是則進(jìn)入步驟5，否則進(jìn)入步驟13;
[0044] 步驟5:獲取L+Ln索引對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xli，判斷Xli是否小于參考值dRef，是 則進(jìn)入步驟6，否則進(jìn)入步驟7;
[0045] 步驟6:將Xli賦值于拉，Ln加1;進(jìn)入步驟8;
[0046] 步驟7: Ln加1;返回步驟4;
[0047] 步驟8:判斷L+Ln是否小于N，是則進(jìn)入步驟9，否則進(jìn)入步驟16;
[004引步驟9:獲取L+Ln索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl2，判斷Xl2是否小于參考值dRef， 是則進(jìn)入步驟10，否則進(jìn)入步驟11;
[0049] 步驟10:將Xl2賦值于X3，進(jìn)入步驟12;
[0050] 步驟11: Ln加1;返回步驟8;
[00川步驟12:求取Xi、X2、)(3的均值X4,將X4賦值替換L索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl, 進(jìn)入步驟13;
[0化2] 步驟13:L加1，進(jìn)入步驟14;
[0053] 步驟14:判斷L是否小于N，是則進(jìn)入步驟15,否則進(jìn)入步驟17;
[0化4] 步驟15: Ln賦值0,返回步驟2;
[00對步驟16:求取Xi、拉的均值Xs，將Xs賦值替換L索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl，返 回步驟13;
[0056] 步驟17:獲取索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl3，和心2索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X 的數(shù)據(jù)值Xl4,如果Xl3小于參考值dRef且Xl地小于參考值dRef,進(jìn)去步驟18;否則整個(gè)處理 流程結(jié)束，返回步驟1進(jìn)行下一輪數(shù)據(jù)處理；
[0057] 步驟18:求取Xl3、Xl4的均值X6,將Xs賦值替換レl索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值 Xl3，處理最后一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)后整個(gè)處理流程結(jié)束，返回步驟1進(jìn)行下一輪數(shù)據(jù)處理；
[0化引所述步驟12中所述的均值X4的確定方法為：
[0化9] 所述步驟16中所述的均值Xs的確定方法為：
[0060] 所述步驟18中所述的均值X6的確定方法為：
[0061] 本方法支持無處理結(jié)果，即在少于兩個(gè)低于參考值數(shù)據(jù)時(shí)依處理流程雖然對源數(shù) 據(jù)進(jìn)行了判斷分析，但卻并未對源數(shù)據(jù)進(jìn)行替換更改處理。
[0062] -種對FFT數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性均值降噪方法W參考值為鑒別向后相鄰3個(gè) 數(shù)據(jù)相關(guān)性進(jìn)行判別并求取平均值，W代替該數(shù)據(jù)值進(jìn)行處理的降噪方法。該處理流程通 過相鄰數(shù)據(jù)平均的方法能夠減小參考值W下崎變數(shù)據(jù)的幅值大小，同時(shí)縮減噪聲帶，使得 參考值W下信號(hào)向噪聲中屯、收猶，在一定程度上能夠抑制噪聲、減小干擾信號(hào)能量。
[0063] 尤其針對高速采集信號(hào)分析處理中高速采樣數(shù)據(jù)在FFT變換處理后，因高取樣條 件下硬件設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析處理難度限制，由于大帶寬問題、信號(hào)泄露問題、信號(hào)混疊問 題、帶內(nèi)自激問題等，使得FFT后效果并不理想，一些不想要的信號(hào)或并不關(guān)系的小信號(hào)混 雜在信號(hào)噪底之上，高速情況下通過改善硬件和優(yōu)化可編程邏輯時(shí)序已很難解決的情況下 使用，有助于濾波和噪底凈化處理，提高FFT處理效果，優(yōu)化數(shù)據(jù)處理結(jié)果。本發(fā)明方法W可 選配模式進(jìn)行進(jìn)一步處理，應(yīng)用靈活方便，在一定程度上也可簡化對硬件的要求，節(jié)省硬件 資源開銷、減少硬件調(diào)試時(shí)間，節(jié)省人力、物力成本，提高效益。
[0064] 上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍W內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種對FFT數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性均值降噪方法，其特征是，設(shè)定參考值dRef，對 所要處理的FFT信號(hào)數(shù)據(jù)與所述參考值dRef進(jìn)行比較，對于低于所述參考值dRef的數(shù)據(jù)，取 相鄰的設(shè)定個(gè)數(shù)的數(shù)據(jù)求取平均值，以該平均值代替低于所述參考值dRef的數(shù)據(jù)值;減小 參考值以下畸變數(shù)據(jù)的幅值大小，同時(shí)縮減噪聲帶，使參考值以下的信號(hào)向噪聲中心收攏。2. 如權(quán)利要求1所述一種對FFT數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性均值降噪方法，其特征是，具 體實(shí)現(xiàn)步驟包括： 步驟1:對于給定的由N個(gè)FFT數(shù)據(jù)組成的值組X，及參考值dRef，設(shè)數(shù)據(jù)值組X的計(jì)數(shù)索 引為L，向后取數(shù)計(jì)數(shù)Ln，中間求均值變量X1、X2、X3;設(shè)L為O、匕為0，然后進(jìn)入步驟2; 步驟2:獲取計(jì)數(shù)索引L對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl，判斷Xl是否小于參考值dRef，是則進(jìn) 入步驟3,否則進(jìn)入步驟13; 步驟3:將Xl賦值于X1，Ln賦值1;進(jìn)入步驟4; 步驟4:判斷!^匕是否小于N，是則進(jìn)入步驟5，否則進(jìn)入步驟13; 步驟5:獲取L+Ln索引對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xu，判斷Xu是否小于參考值dRef，是則進(jìn) 入步驟6,否則進(jìn)入步驟7; 步驟6:將Xu賦值于X2，匕加1;進(jìn)入步驟8; 步驟7 UPl;返回步驟4; 步驟8:判斷!^匕是否小于N，是則進(jìn)入步驟9，否則進(jìn)入步驟16; 步驟9:獲取L+Ln索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl2，判斷Xl2是否小于參考值dRef，是則 進(jìn)入步驟10，否則進(jìn)入步驟11; 步驟10:將Xl2賦值于X3，進(jìn)入步驟12; 步驟11:1^加1;返回步驟8; 步驟12:求取X1、X2、X3的均值X4，將X4賦值替換L索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl，進(jìn)入 步驟13; 步驟13: L加1，進(jìn)入步驟14; 步驟14:判斷L是否小于Ν，是則進(jìn)入步驟15,否則進(jìn)入步驟17; 步驟15: Ln賦值0，返回步驟2; 步驟16:求取X1、Χ2的均值X5，將X5賦值替換L索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值4，返回步 驟13; 步驟17:獲取L-I索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl3，和L-2索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù) 據(jù)值Xl4，如果Xl3小于參考值dRef且Xl4也小于參考值dRef，進(jìn)去步驟18;否則整個(gè)處理流程 結(jié)束，返回步驟1進(jìn)行下一輪數(shù)據(jù)處理； 步驟18:求取XL3、Xw的均值X6，將X6賦值替換L-1索引的對應(yīng)數(shù)據(jù)值組X的數(shù)據(jù)值Xl 3，處 理最后一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)后整個(gè)處理流程結(jié)束，返回步驟1進(jìn)行下一輪數(shù)據(jù)處理。3. 如權(quán)利要求2所述一種對FFT數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性均值降噪方法，其特征是，所 述步驟12中所述的均值X4的確定方法為4. 如權(quán)利要求2所述一種對FFT數(shù)據(jù)實(shí)施的相鄰點(diǎn)相關(guān)性均值降噪方法，其特征是，所 述步驟16中所述的均值X5的確定方法為
【文檔編號(hào)】G06F17/14GK106021181SQ201610323874
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】白月勝, 高長全, 曹淑玉
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第四十研究所, 中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所