[发明专利]减少加速度信号测量噪声的方法及设备

说明书

本发明的目的是提供一种减少加速度信号测量噪声的方法及设备，发明主要利用小波分解技术对两路加速度信号分别进行软阈值降噪处理，并逐层比较两路小波重构信号，最终得到有效的加速度信号，这样可以同时反映加速度信号的时域与频域特征以及信号突变的相关信息，更重要的是，本发明采用两个加速度传感器进行测量，其噪声虽可能不同，但是其有效信号的波动特征等基本一致，经小波处理后可提取得到所需信号，若两个降噪信号相差很大，则说明需要纠正加速度信号降噪处理过程中存在的问题，如阈值的选取，这样又可提高信号降噪处理的准确性。

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种减少加速度信号测量噪声的方法及设备。

背景技术

加速度是表征物体运动状况的一个重要物理量，现有多种测量方法。但是，因为加速度测量环境、硬件结构等因素的存在，实际测量信号往往携带着各种噪声，导致信号并不能直接使用，所以，有必要寻找一种可行的方法对其进行处理，得到所需信号。

小波变换是一种信号的时间-尺度分析法(即时频分析法)，其通过平移母小波可获得信号的时间信息，通过缩放小波的尺度可以获得信号的频率特性，因此可以同时表征时域与频域的信息，尤其对于信号突变来说，可以有效反映突变的时频信息。

大多数情况下，可认为从设备上采集到的信号里携带的噪声为高斯白噪声。对含有噪声的测量信号进行小波变换后，有效信号所产生的小波系数的模值往往较大，而高斯白噪声所产生的小波系数表现为很强的随机性，仍可被认为满足高斯分布，根据高斯分布“3σ”原则，可以将分布在[μ-3σ,μ+3σ]中的小波系数置零(硬阈值降噪)，这样就可以起到抑制噪声的作用，最后，根据低频小波分解系数和经阈值处理得到的高频小波系数进行小波重构，就可以得到降噪后的信号。但硬阈值降噪方法容易在小波域产生突变，导致降噪后的结果产生局部的抖动。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种减少加速度信号测量噪声的方法及设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种减少加速度信号测量噪声的方法，该方法包括：

步骤S1，在被测物体的不同位置上安装两个加速度传感器，测量所述被测物体运动的两路加速度信号；

步骤S2，选择小波基函数及其小波分解层数，分别对每一路加速度信号进行一维离散小波分解，得到低频分解系数和第1层到第N层经软阈值降噪量化处理后的高频系数，根据所述低频分解系数和各层经经软阈值降噪量化处理后的高频系数进行一维小波重构，得到每一路的小波重构信号，其中，N为正整数；

步骤S3，从第1层到第N层逐层比较两路小波重构信号，得到两路小波重构信号的相似程度，

步骤S4，若所述相似程度在预设范围内，根据两路小波重构信号得到被测物体的有效加速度信号；

步骤S5，若所述相似程度超过预设范围内，返回步骤S2，重新处理。

进一步的，上述方法中，从第1层到第N层逐层比较两路小波重构信号，得到两路已处理信号的相似程度，包括：

利用互相关法从第1层到第N层逐层比较两路小波重构信号，得到两路已处理信号的相似程度。

进一步的，上述方法中，选择小波基函数及其小波分解层数，分别对每一路加速度信号进行一维离散小波分解，得到低频分解系数和第1层到第N层经软阈值降噪量化处理后的高频系数，包括：

选择小波基函数及其小波分解层数，分别对每一路加速度信号进行一维离散小波分解，得到低频分解系数和高频系数；

对第1层到第N层的高频系数进行软阈值降噪量化处理，得到经软阈值降噪量化处理后的高频系数。

进一步的，上述方法中，对第1层到第N层的高频系数进行软阈值降噪量化处理，得到经软阈值降噪量化处理后的高频系数，包括：