[发明专利]一种利用转换学习算法的功率信号滤波方法和系统

权利要求书

1.一种利用转换学习算法的功率信号滤波方法，其特征在于，包括：

步骤101获取按时间顺序采集的信号序列S

步骤102求取信号分段段数，具体为：信号分段段数记为N₀，所用求取公式为：

其中：

ΔS＝[0,s₂-s₁,s₃-s₂,…,s_N-s_N-1]为信号差分序列，

s₁为所述信号序列S的第1个元素，

s₂为所述信号序列S的第2个元素，

s₃为所述信号序列S的第3个元素，

s_N-1：所述信号序列S的第N-1个元素，

s_N为所述信号序列S的第N个元素，

N为所述信号序列S的长度，

σ为所述信号序列S的均方差，

||ΔS||_F表示对ΔS求取Frobenus范数，

表示对下取整；

步骤103求取分段序列，具体为：第i个分段序列记为Gⁱ，所用求取公式为：

其中：

为所述分段序列Gⁱ的长度，

表示对上取整，

为所述信号序列S的第(i-1)M₀+1个元素，

为所述信号序列S的第(i-1)M₀+2个元素，

为所述信号序列S的第iM₀个元素；

步骤104求取稀疏转换控制因子，具体为：稀疏转换控制因子记为λ，所用求取公式为：

其中：

SNR为所述信号序列S的信噪比，

||Gⁱ||_∞表示Gⁱ的L_∞模；

表示对下取整；

步骤105初始化迭代过程参数，具体为：稀疏矩阵记为D,迭代控制参数记为k，已选序号集合记为Ω，可选序号集合记为O，所用求取公式为：

D⁰＝0_N×N

O⁰＝{1,2,…,N²}

k＝0；

步骤106更新迭代过程参数，具体为：所述迭代控制参数k的值加1；并按照下列公式更新迭代过程参数：

i^k＝rand[O^k-1]

O^k＝O^k-1-{i^k}

Ω^k＝Ω^k-1+{i^k}

其中：

i^k表示选中序号，

rand[O^k-1]表示在集合O^k-1中随机选择一个元素，

O^k-1为可选序号集合O的第k-1步值，

O^k为可选序号集合O的第k步值，

Ω^k为已选序号集合Ω的第k步值，

Ω^k-1为已选序号集合Ω的第k-1步值，

D^k表示稀疏矩阵D的第k步值，

D^k-1表示稀疏矩阵D的第k-1步值，

randn[m₀,σ]表示均值为m₀均方差为σ的高斯函数，

m₀为信号序列S的均值；

步骤107判断迭代控制参数的值并结束迭代过程，具体为：如果所述迭代控制参数k小于所述稀疏转换控制因子λ，则返回所述步骤106和所述步骤107重新迭代更新；否则，迭代更新过程结束，并得到归一化稀疏转换矩阵W的值为

步骤108求取滤波后的信号序列，具体为：滤波的信号序列记为S_new，所用求取公式为：

2.一种利用转换学习算法的功率信号滤波系统，其特征在于，包括：

模块201获取按时间顺序采集的信号序列S

模块202求取信号分段段数，具体为：信号分段段数记为N₀，所用求取公式为：

其中：

ΔS＝[0,s₂-s₁,s₃-s₂,…,s_N-s_N-1]为信号差分序列，

s₁为所述信号序列S的第1个元素，

s₂为所述信号序列S的第2个元素，

s₃为所述信号序列S的第3个元素，

s_N-1：所述信号序列S的第N-1个元素，

s_N为所述信号序列S的第N个元素，

N为所述信号序列S的长度，

σ为所述信号序列S的均方差，

||ΔS||_F表示对ΔS求取Frobenus范数，

表示对下取整；

模块203求取分段序列，具体为：第i个分段序列记为Gⁱ，所用求取公式为：

其中：

为所述分段序列Gⁱ的长度，

表示对上取整，

为所述信号序列S的第(i-1)M₀+1个元素，

为所述信号序列S的第(i-1)M₀+2个元素，

为所述信号序列S的第iM₀个元素；

模块204求取稀疏转换控制因子，具体为：稀疏转换控制因子记为λ，所用求取公式为：

其中：

SNR为所述信号序列S的信噪比，

||Gⁱ||_∞表示Gⁱ的L_∞模；

表示对下取整；

模块205初始化迭代过程参数，具体为：稀疏矩阵记为D,迭代控制参数记为k，已选序号集合记为Ω，可选序号集合记为O，所用求取公式为：

D⁰＝0_N×N

O⁰＝{1,2,…,N²}

k＝0；

模块206更新迭代过程参数，具体为：所述迭代控制参数k的值加1；并按照下列公式更新迭代过程参数：

i^k＝rand[O^k-1]

O^k＝O^k-1-{i^k}

Ω^k＝Ω^k-1+{i^k}

其中：

i^k表示选中序号，

rand[O^k-1]表示在集合O^k-1中随机选择一个元素，

O^k-1为可选序号集合O的第k-1步值，

O^k为可选序号集合O的第k步值，

Ω^k为已选序号集合Ω的第k步值，

Ω^k-1为已选序号集合Ω的第k-1步值，

D^k表示稀疏矩阵D的第k步值，

D^k-1表示稀疏矩阵D的第k-1步值，

randn[m₀,σ]表示均值为m₀均方差为σ的高斯函数，

m₀为信号序列S的均值；

模块207判断迭代控制参数的值并结束迭代过程，具体为：如果所述迭代控制参数k小于所述稀疏转换控制因子λ，则返回所述模块206和所述模块207重新迭代更新；否则，迭代更新过程结束，并得到归一化稀疏转换矩阵W的值为

模块208求取滤波后的信号序列，具体为：滤波的信号序列记为S_new，所用求取公式为：