一種微分階數(shù)可任意調節(jié)的信號增強方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微分階數(shù)可任意調節(jié)的信號增強方法，屬于信號處理【技術領域】。本方法將待分析的伏安信號經(jīng)過給定階數(shù)的微分處理模塊，得到經(jīng)給定階數(shù)的微分增強信號。本發(fā)明可實現(xiàn)信號的任意階微分增強，實現(xiàn)過程簡單。
【專利說明】一種微分階數(shù)可任意調節(jié)的信號增強方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微分階數(shù)可任意調節(jié)的信號增強方法，屬于信號處理【技術領域】。

【背景技術】
[0002]采集數(shù)據(jù)時，由于儀器設備和外部環(huán)境因素等造成采集到的信號會出現(xiàn)基線漂移，其中一種消除基線的方法就是采用微分濾波器進行濾波。然而，微分濾波器是高通濾波器，因此對噪聲十分敏感，微分階數(shù)越高對噪聲越敏感。
[0003]對于常規(guī)微分，也就是整數(shù)階微分，它的階數(shù)只能是整數(shù)，如一階微分、二階微分，當整數(shù)階微分不能滿足信號要求時，這種常規(guī)微分方法就不能用了。
[0004]利用伏安法分析物質成份時，線性掃描伏安信號容易出現(xiàn)漂移和不對稱峰，給測量帶來影響，通過對信號進行半階微分濾波，可以有效地增強信號(見文獻[I]Mocak, J.Janiga I, 1.Rievaj, M.Bustin,D., The Use of Fract1nal Differentiat1nor Integrat1n for Signal Improvement (使用分數(shù)階微分或積分去該生信號).Measurement Science Review, 2007.7 (5): 39-42)。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明提出了一種微分階數(shù)可任意調節(jié)的信號增強方法。
[0006]本發(fā)明為解決其技術問題采取如下技術方案:
[0007]—種微分階數(shù)可任意調節(jié)的信號增強方法，包括如下步驟:
[0008](I)將待分析的伏安信號f(n)用行向量表示，即f(n) = [f (I)，f (2)，…，f (N)]，其中η為序號，N為信號長度，取為2的冪次方；
[0009](2)給定一個較小初始微分階數(shù)α，如α = 0.01 ；
[0010](3)將待分析的伏安信號經(jīng)過給定階數(shù)的微分處理模塊，得到經(jīng)過給定階數(shù)的微分增強信號，具體過程為
[0011]a)構造Haar小波的N階方陣ΨΝΧΝ，N為2的冪次方，

【權利要求】
1.一種微分階數(shù)可任意調節(jié)的信號增強方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將待分析的伏安信號f(η)用行向量表示，即f(n) = [f(l)，f(2)，《"，f(N)]，其中η為序號，N為信號長度，且N取為2的冪次方； (2)給定一個較小初始微分階數(shù)α，如α= 0.01 ； (3)將待分析的伏安信號經(jīng)過給定階數(shù)的微分處理模塊，得到經(jīng)過給定階數(shù)的微分增強信號，具體過程為 a)構造Haar小波的N階方陣ΨΝΧΝ，N為2的冪次方，
式中ΗΝ(.)為小波函數(shù)在給定點的值，N為2的冪次方； b)將待分析的伏安信號f(η)用Haar小波展開，求出小波系數(shù)C(n)，即C(n) = /(/?)Ψ；；χΧ，其中 Ψ.?.ν.為 Haar 小波逆矩陣； c)根據(jù)塊脈沖基函數(shù)的任意階積分運算矩陣Fa，構造塊脈沖基函數(shù)的任意階微分運算矩陣Da，其中a為階數(shù)，任意正實數(shù)； d)構造任意階微分處理模塊，只需構造矩陣K。=t，式中ΨΝΧΝ為Haar小波矩陣，為Haar小波逆矩陣； e)將小波系數(shù)C(n)與任意階微分運算矩陣相乘，用中間變量fc表示，即Jc= Cinvr^x % f)再將fc與Haar小波矩陣ΨΝΧΝ相乘，即可得到經(jīng)給定微分階數(shù)的增強信號； (4)判斷增強后的信號是否符合分析要求，符合要求則處理結束，否則增大階數(shù)，重復步驟(3)，直到得到符合要求的增強信號為止。
【文檔編號】H03H17/00GK104184433SQ201410284983
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權日:2014年6月23日
【發(fā)明者】李遠祿, 潘暢, 孫寧, 劉春暉 申請人:南京信息工程大學