CN105678283A - 小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法和系统,其中所述方法包括:获取中压配电网中电力线的中压载波信号;通过隔离通道数字存储示波器对所述中压载波信号进行采样,得到N个采样点;选择与所述中压载波信号对应的小波函数和分解层数,对所有N个采样点对应的所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为多个频带的中压载波信号;在分解后的所述中压载波信号中,保留低频段频带对应的小波包系数,对预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理;使用小波包重构分解后的所述中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。本发明的技术方案能够得到平滑的降噪处理的中压载波信号。

Description

小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法和系统
技术领域
本发明涉及信号降噪技术领域,特别是涉及一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法和系统。
背景技术
小波包具有良好的时域局域化功能和优良的带通滤波功能,是比小波分解更加精细的信号分解方法,因此小波包分析较小波分析具有更广泛的应用价值,对含有细节特别多的信号能更好的进行滤波处理。
现有技术中,经常使用小波包对中压载波信号进行降噪处理,具体地,将各个采样时刻的中压载波信号中噪声占比高的高频带中压载波信号进行滤除,然后将各个时刻的低频带中压载波信号进行拼接和重构,得到滤波后的中压载波信号,但是这种降噪方法得到的中压载波信号滤除过多的信号(包括中压载波信号的非噪声成分),滤波后得到的信号波形不平滑,信号质量差,难以反映中压载波信号的真实情况。
综上所述,如何得到平滑的降噪后的中压载波信号成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例中提供了一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法和系统,以解决现有技术中的小波包滤波得到的信号波形不平滑,信号质量差,难以反映中压载波信号的真实情况的问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例公开了如下技术方案:
根据本发明的第一方面,提供了一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法,包括:
获取中压配电网中电力线的中压载波信号;
通过隔离通道数字存储示波器对所述中压载波信号进行采样,得到N个采样点;
选择与所述中压载波信号对应的小波函数和分解层数,对所有N个采样点对应的所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高的顺序依次分解为多个频带的中压载波信号;
在分解后的所述中压载波信号中,保留低频段频带对应的小波包系数,对预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理;
使用小波包重构分解后的所述中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。
优选地,所述选择与所述中压载波信号对应的小波函数,包括:
比较db2对应的信噪比、haar对应的信噪比以及与sym6对应的信噪比的大小,选取信噪比最高的小波基作为最优小波基,对所述中压载波信号进行小波包分解。
优选地,所述小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法还包括:
选择sym6小波基和三层分解层数,对所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为8个频带的中压载波信号;
保留所述8个频带的中压载波信号中前2个频带的小波包系数,对后6个频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理。
优选地,所述保留低频段频带对应的小波包系数,对预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理,包括:
根据噪声小波分量占比多少,保留低频段频带对应的小波包系数,并使用奇异值算法去除高频段频带对应的中压载波信号中的噪声小波分量。
优选地,所述使用小波包重构分解后的所述中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号,包括:
使用小波包逆变换分别还原低频段频带的中压载波信号和经过奇异值算法降噪后的高频段频带的中压载波信号;
将经过所述小波包逆变换后的所有频带的中压载波信号按照频段由低到高的次序进行组合,重构分解后的中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。
根据本发明的第二方面,还提供了一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统,包括:
获取模块,用于获取中压配电网中电力线的中压载波信号;
采样模块,用于通过隔离通道数字存储示波器对所述中压载波信号进行采样,得到N个采样点;
选择模块,用于选择与所述中压载波信号对应的小波函数和分解层数;
分解模块,用于使用所述选择模块选择的小波函数和分解层数,对所有N个采样点对应的所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为多个频带的中压载波信号;
降噪模块,用于在所述分解模块分解后的所述中压载波信号中,保留低频段频带对应的小波包系数,对预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理;
重构模块,用于使用小波包重构分解后的所述中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。
优选地,所述选择模块,包括:
比较子模块,用于比较db2对应的信噪比、haar对应的信噪比以及与sym6对应的信噪比的大小;
选取子模块,用于根据所述比较子模块比较的信噪比的大小,选取信噪比最高的小波基作为最优小波基;
所述分解模块,还用于根据所述选取子模块选取的最优小波基对所述中压载波信号进行小波包分解。
优选地,所述的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统,还包括:
所述选择模块,具体用于选择sym6小波基和三层分解层数;
所述分解模块,具体用于根据所述选择模块选择的sym6小波基和三层分解层数对所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为8个频带的中压载波信号;
所述降噪模块,具体用于保留所述8个频带的中压载波信号中前2个频带的小波包系数,对后6个频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理。
优选地,所述降噪模块,包括:
保留子模块,用于根据噪声小波分量占比多少,保留低频段频带对应的小波包系数,
去除子模块,用于使用奇异值算法去除高频段频带对应的中压载波信号中的噪声小波分量。
优选地,所述重构模块,包括:
还原子模块,用于使用小波包逆变换分别还原低频段频带的中压载波信号和经过奇异值算法降噪后的高频段频带的中压载波信号;
组合子模块,用于将经过所述小波包逆变换后的所有频带的中压载波信号按照频段由低到高的次序进行组合,重构分解后的中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。
由以上技术方案可见,本发明实施例提供的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方案,通过对N个采样点对应的中压载波信号进行小波包分解,按照频段高低,由低到高依次分解为多个频带的中压载波信号,在分解后的中压载波信号中,由于载波信号主要集中于前面的低频带的中压载波信号,而噪声和少量有用信号主要集中在后面的高频带的中压载波信号,因此保留中压载波信号中低频段频带对应的小波包系数,即保留分解后的低频带的中压载波信号,对后面的预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理,由于奇异值算法能够有针对性的对高频带中的噪声信号进行过滤,因此能够得到有用的、接近真实的中压载波信号,再通过小波包重构经分解后的中压载波信号,即能够得到降噪处理后的中压载波信号,通过上述方案,并没有完全滤除高频带的中压载波信号,而只是有针对性的滤除高频带中压载波信号中的噪声分量,保留了中压载波信号的有用部分,然后拼接低频带和高频带的中压载波信号,从而能够得到完整的、具有光滑波形的中压载波信号,进一步提高了中压载波信号的信号质量,能够反映中压载波信号的真实情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法的流程示意图;
图4为本发明实施例提供的一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法的流程示意图;
图5为本发明实施例提供的一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法的流程示意图;
图6为本发明实施例提供的一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统的结构示意图;
图7为本发明实施例提供的一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统的结构示意图;
图10是本发明实施例的中压电力载波10kVH-PLC组网示意图;
图11为周围没有任何高压输电线路干扰情况下采集到的中压载波信号、小波包处理信号以及小波包结合奇异值处理信号图;
图12为周围有800KV高压输电线路干扰情况下采集到的中压载波信号、小波包处理信号以及小波包结合奇异值处理信号图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
请参见附图1,为本发明实施例提供的一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法的流程示意图,如图1所示,本发明实施例提供的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法包括如下步骤:
S110:获取中压配电网中电力线的中压载波信号。
具体地,使用OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,正交频分复用)调制系统采集中压配电网中电力线的中压载波信号,用于进行降噪处理。
S120:通过隔离通道数字存储示波器对所述中压载波信号进行采样,得到N个采样点;
S130:选择与所述中压载波信号对应的小波函数和分解层数,对所有N个采样点对应的所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为多个频带的中压载波信号;
可用于对中压载波信号进行处理的小波函数包括db2、haar和sym6三个小波函数,需要分别计算上述db2、haar和sym6对应信噪比,通过比较上述三个小波函数对应的信噪比的大小,选取最优小波基,具体地,如图2所示,图2是本发明实施例提供的一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法的流程示意图,该方法除了图1所示实施例提供的各个步骤外,对步骤S130做了具体限定,包括如下步骤:
S210:比较db2对应的信噪比、haar对应的信噪比以及与sym6对应的信噪比的大小;
S220:选取信噪比最高的小波基作为最优小波基,对所述中压载波信号进行小波包分解。
通过选取信噪比最高的小波基作为最优小波基,对中压载波信号的处理信号最好,排除的噪声干扰效果最佳。
经过分析可知,选择sym6小波基对中压载波信号进行分解,效果最佳,具体地,如图3所示,上述实施例提供的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法具体包括:
S310:选择sym6小波基和三层分解层数,对所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为8个频带的中压载波信号;
S140:在分解后的所述中压载波信号中,保留低频段频带对应的小波包系数,对预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理;
针对图3所示实施例提供的中压载波信号降噪方法,具体地,采用如下步骤进行处理:
S320:保留所述8个频带的中压载波信号中前2个频带的小波包系数,对后6个频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理。前后顺序即为按照频带高低由低到高的顺序。
通过设置三层分解层数,即能够将中压载波信号分解为23个频带的中压载波信号,该中压载波信号按照频率由低到高依次均分为8个频带的中压载波信号,在该8个中压载波信号中,载波信号主要集中在前面的预定数量(如2个)的低频带中,通过保留前面预定数量的小波包系数,即能够保留前面预定数量的载波信号;噪声和少量的有用信号主要集中在后面的若干个(如后6个)高频带中,通过做精细分解,然后再使用奇异值算法对小波包系数进行降噪处理,能够对后面频带中的具体噪声进行针对性的处理,得到经过专门滤除噪声小波分量的中压载波信号。
奇异值分解是一种非线性滤波方法,包括表征奇异值的对角元素,可以根据中压载波信号的噪声小波分量的具体特征,合理地将与噪声小波分量相关的奇异值置零,从而达到去除噪声小波分量的目的。同时,由于在中压载波信号中,噪声主要集中在高频带中,在总信号能量分布中占比相对较小,因此,可利用奇异值有针对性地对各个频段的中压载波信号进行去噪处理。该奇异值分解算法为已知技术,在此不做赘述。
S150:使用小波包重构分解后的所述中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。
通过对N个采样点对应的中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高的顺序依次分解为多个频带的中压载波信号,在分解后的中压载波信号中,由于载波信号主要集中于前面的低频带的中压载波信号,而噪声和少量有用信号主要集中在后面的高频带的中压载波信号,因此保留低频段频带对应的小波包系数,即保留分解后的低频带的中压载波信号,对后面的预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行精确地降噪处理,由于奇异值算法能够有针对性的对高频带中的噪声信号进行过滤,因此能够得到平滑的、有用的、且接近真实的中压载波信号,再通过小波包重构分解后的中压载波信号,即能够得到降噪处理后的中压载波信号,通过上述方案,并没有完全滤除高频带的中压载波信号,而只是有针对性的滤除高频带中的噪声信号,保留了中压载波信号的有用部分,从而能够得到完整的、具有光滑波形的中压载波信号,进一步提高了中压载波信号的信号质量,能够反映中压载波信号的真实情况。
其中,上述步骤S140中,提到的“预定数量”主要根据噪声小波分量相对于该频带的中压载波信号的占比大小进行划分,具体地,如图4所示,该实施例对图1实施例中的步骤S140进行具体限定,图1实施例所示的步骤S140:所述保留低频段频带对应的小波包系数,对预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理的方法具体包括如下步骤:
S410:根据噪声小波分量占比大小,保留低频段频带对应的小波包系数;
S420:使用奇异值算法去除高频段频带对应的中压载波信号中的噪声小波分量。
具体地,判断各个频带对应的中压载波信号中噪声小波分量占比是否大于或等于预定噪声占比阈值,若是,则使用奇异值算法去除该频带的中压载波信号中的噪声小波分量。由于噪声主要集中于后面的高频带信号中,因此,保留低频段频带对应的小波包系数,去除高频段频带对应的中压载波信号中的噪声小波分量。
如图5所示,图1所示实施例的步骤S150:使用小波包重构分解后的所述中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号,包括:
S510:使用小波包逆变换分别还原低频段频带的中压载波信号和经过奇异值算法降噪后的高频段频带的中压载波信号;
具体的,根据保留的小波包系数,使用小波包逆变换还原低频段频带的中压载波信号;根据经过奇异值算法降噪处理后的小波包系数,使用小波包逆变换还原高频段频带的中压载波信号。
S520:将经过所述小波包逆变换后的所有频带的中压载波信号按照频段由低到高的次序进行组合,重构分解后的中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。
通过小波包逆变换还原分解后的低频段频带的中压载波信号,并还原去除噪声小波分量后的高频段频带的中压载波信号,按照频段由低到高的次序进行组合,能够重构各个采样点对应的中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号,其中,小波包逆变换为上述小波包分解的逆过程,从而实现了对中压载波信号的整体降噪处理。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了小波包结合奇异值的中压载波信号的降噪系统,由于该降噪系统对应的方法是本申请实施例中的小波包结合奇异值的中压载波信号的降噪方法,并且该系统解决问题的原理与方法相似,因此该系统的实施可以参见方法的实施,重复之处不再赘述。
如图6所示,还提供了一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统,包括:
获取模块601,用于获取中压配电网中电力线的中压载波信号;
采样模块602,用于通过隔离通道数字存储示波器对所述中压载波信号进行采样,得到N个采样点;
选择模块603,用于选择与所述中压载波信号对应的小波函数和分解层数;
分解模块604,用于使用所述选择模块603选择的小波函数和分解层数,对所有N个采样点对应的所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为多个频带的中压载波信号;
降噪模块605,用于在所述分解模块604分解后的所述中压载波信号中,保留低频段频带对应的小波包系数,对预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理;
重构模块606,用于使用小波包重构分解后的所述中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。重构模块606的重构方法包括将低频段频带的中压载波信号和经过降噪后的高频段频带的中压载波信号进行拼接的处理过程。
如图7所示,图6所示实施例中的选择模块603,包括:
比较子模块6031,用于比较所述db2对应的信噪比、所述haar对应的信噪比以及与所述sym6对应的信噪比的大小,
选取子模块6032,用于根据所述比较子模块6031比较的信噪比的大小,选取信噪比最高的小波基作为最优小波基;
所述分解模块604,还用于根据所述选取子模块6032选取的最优小波基对所述中压载波信号进行小波包分解。
其中,图6所示实施例中的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统中,所述选择模块603,具体用于选择sym6小波基和三层分解层数;
所述分解模块604,具体用于根据所述选择模块603选择的sym6小波基和三层分解层数对所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为8个频带的中压载波信号;
所述降噪模块605,具体用于保留所述8个频带的中压载波信号中前2个频带的小波包系数,对后6个频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理。
如图8所示,图6所示实施例中的降噪模块605,包括:
保留子模块6051,用于根据噪声小波分量占比多少,保留低频段频带对应的小波包系数,
去除子模块6052,用于使用奇异值算法去除高频段频带对应的小波包系数中的噪声小波分量。
如图9所示,图6所示实施例提供的重构模块606,具体包括:
还原子模块6061,用于使用小波包逆变换分别还原低频段频带的中压载波信号和经过奇异值算法降噪后的高频段频带的中压载波信号;
组合子模块6062,用于将经过所述小波包逆变换后的所有频带的中压载波信号按照频段由低到高的次序进行组合,重构分解后的中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。
下面举例说明本发明的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法的过程以及相对小波包直接去噪方法的优点。
以采样频率fs预设为2.5*109Hz;预设采样点数N选取2500点。
如图10所示,中压电力载波10kVH-PLC(HighspeedPowerLineCommunication,高速电力线载波通信)组网示意图,通过H-PLC组网能够形成营配一体化智能信息通信系统,该营配一体化智能信息通信系统主要由系统主站(服务器)、H-PLC头端、中压信号耦合器、H-PLC中继以及配变终端和低压的H-PLC宽带集抄系统组成。具体地,采集图10所示的配网中压10KV电缆中的中压载波信号,作为处理对象进行小波包降噪或进行小波包结合奇异值降噪处理。
图11为周围没有任何高压输电线路干扰情况下采集到的中压载波信号、用小波包降噪以及使用小波包结合奇异值降噪处理后的信号的时域波形图。横轴为时间(单位s),纵轴为脉冲电压(单位V)。图12为周围有800KV高压输电线路干扰情况下采集到的中压载波信号、使用小波包降噪以及使用小波包结合奇异值降噪后的信号的时域波形图。横轴为时间(单位s),纵轴为脉冲电压(单位V)。
由图11和图12的曲线图可直观地确知,无论是周围有高压输电线路的信号干扰还是没有高压输电线路的信号干扰,小波包结合奇异值去噪后的中压载波信号的信号波形比纯粹有小波包变换得到的曲线更加光滑,处理更加精细。
由以上技术方案可见,本发明上述各个实施例提供的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方案,通过对N个采样点对应的中压载波信号进行小波包分解,按照频段高低,由低到高依次分解为多个频带的中压载波信号,在分解后的中压载波信号中,由于载波信号主要集中于前面的低频带的中压载波信号,而噪声和少量有用信号主要集中在后面的高频带的中压载波信号,因此保留低频段频带对应的小波包系数,即保留分解后的低频带的中压载波信号,对后面的预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理,由于奇异值算法能够有针对性的对高频带中的噪声信号进行过滤,因此能够得到有用的、接近真实的中压载波信号,再通过小波包重构分解后的中压载波信号,即能够得到降噪处理后的中压载波信号,通过上述方案,并没有完全滤除高频带的中压载波信号,而只是有针对性的滤除高频带中的噪声信号,保留了中压载波信号的有用部分,从而能够得到完整的、具有光滑波形的中压载波信号,进一步提高了中压载波信号的信号质量,能够反映中压载波信号的真实情况。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法,其特征在于,包括:
获取中压配电网中电力线的中压载波信号;
通过隔离通道数字存储示波器对所述中压载波信号进行采样,得到N个采样点;
选择与所述中压载波信号对应的小波函数和分解层数,对所有N个采样点对应的所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为多个频带的中压载波信号;
在分解后的所述中压载波信号中,保留低频段频带对应的小波包系数,对预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理;
使用小波包重构分解后的所述中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。
2.根据权利要求1所述的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法,其特征在于,所述选择与所述中压载波信号对应的小波函数,包括:
比较db2对应的信噪比、haar对应的信噪比以及sym6对应的信噪比的大小,选取信噪比最高的小波基作为最优小波基,对所述中压载波信号进行小波包分解。
3.根据权利要求1所述的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法,其特征在于,还包括:
选择sym6小波基和三层分解层数,对所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为8个频带的中压载波信号;
保留所述8个频带的中压载波信号中前2个频带的小波包系数,对后6个频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理。
4.根据权利要求1所述的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法,其特征在于,所述保留低频段频带对应的小波包系数,对预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理,包括:
根据噪声小波分量占比大小,保留低频段频带对应的小波包系数,并使用奇异值算法去除高频段频带对应的中压载波信号中的噪声小波分量。
5.根据权利要求1所述的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方法,其特征在于,所述使用小波包重构分解后的所述中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号,包括:
使用小波包逆变换分别还原低频段频带的中压载波信号和经过奇异值算法降噪后的高频段频带的中压载波信号;
将经过所述小波包逆变换后的所有频带的中压载波信号按照频段由低到高的次序进行组合,重构分解后的中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。
6.一种小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取中压配电网中电力线的中压载波信号;
采样模块,用于通过隔离通道数字存储示波器对所述中压载波信号进行采样,得到N个采样点;
选择模块,用于选择与所述中压载波信号对应的小波函数和分解层数;
分解模块,用于使用所述选择模块选择的小波函数和分解层数,对所有N个采样点对应的所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为多个频带的中压载波信号;
降噪模块,用于在所述分解模块分解后的所述中压载波信号中,保留低频段频带对应的小波包系数,对预定数量的高频段频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理;
重构模块,用于使用小波包重构分解后的所述中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。
7.根据权利要求6所述的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪方系统,其特征在于,所述选择模块,包括:
比较子模块,用于比较db2对应的信噪比、haar对应的信噪比以及sym6对应的信噪比的大小;
选取子模块,用于根据所述比较子模块比较的信噪比的大小,选取信噪比最高的小波基作为最优小波基;
所述分解模块,还用于根据所述选取子模块选取的最优小波基对所述中压载波信号进行小波包分解。
8.根据权利要求6所述的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统,其特征在于,还包括:
所述选择模块,具体用于选择sym6小波基和三层分解层数;
所述分解模块,具体用于根据所述选择模块选择的sym6小波基和三层分解层数对所述中压载波信号进行小波包分解,按照频段由低到高依次分解为8个频带的中压载波信号;
所述降噪模块,具体用于保留所述8个频带的中压载波信号中前2个频带的小波包系数,对后6个频带对应的小波包系数采用奇异值算法进行降噪处理。
9.根据权利要求6所述的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统,其特征在于,所述降噪模块,包括:
保留子模块,用于根据噪声小波分量占比大小,保留低频段频带对应的小波包系数;
去除子模块,用于使用奇异值算法去除高频段频带对应的中压载波信号中的噪声小波分量。
10.根据权利要求6所述的小波包结合奇异值的中压载波信号降噪系统,其特征在于,所述重构模块,包括:
还原子模块,用于使用小波包逆变换分别还原低频段频带的中压载波信号和经过奇异值算法降噪后的高频段频带的中压载波信号;
组合子模块,用于将经过所述小波包逆变换后的所有频带的中压载波信号按照频段由低到高的次序进行组合,重构分解后的中压载波信号,得到降噪后的中压载波信号。
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