[发明专利]一种对FFT数据实施的噪声带限滤波方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种对FFT数据实施的噪声带限滤波方法。

背景技术

在高速采集处理领域，因高速A/D采样速率高，给后端硬件设计和实时数据分析处理均带来很大的难度。采样数据在FFT变换处理后，很多时候由于大带宽问题、信号泄露问题、信号混叠问题、带内自激问题等，使得FFT后效果并不理想，一些不想要的信号或并不关系的信号会在有用信号带内出现，高速情况下前端硬件和可编程逻辑处理部分已很难解决，影响数据处理效果。

通常情况下，在硬件环境不理想时，尤其在高速应用情况下，一般很难通过硬件优化手段做到信号效果的彻底改善。同时，硬件环境的改善在一定程度上需增加人力开销、时间扩展、硬件资源耗费等，且很多情况下，因环境的不同，一次的调试结果不具备多个环境下的通用性需求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种对FFT数据实施的噪声带限滤波方法，有效滤除已知预选带内的无用信号或不关心信号，净化处理效果，在高速数据信号处理下达到理想的处理要求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种对FFT数据实施的噪声带限滤波方法，对低于最大信号的顶端区域大信号进行限值最大值间滤波，对噪声带上方底端区域小信号进行平均噪声上带滤波，对信号带中间段区域进行噪声上限滤波；

限值最大值间滤波，对所要处理的FFT信号数据中高于参考值dRef的和低于最大值下降δ的幅值区段内信号进行分析滤波，以平均噪声代替该段内数据值进行处理；

平均噪声上带滤波，对所要处理的FFT信号数据中高于平均噪声被乘因子θ设定倍数区段内的信号进行分析滤波，以平均噪声代替该段内数据值进行处理；

平均噪声上限滤波，对所要处理的FFT信号数据中高于平均噪声下限因子β设定倍数到低于参考值dRef区段内的信号进行分析滤波，以平均噪声代替该段内数据值进行处理。

对于给定的由N个FFT数据组成的数据值组X，及参考值dRef，数据值组X的计数索引为L，首先通过求平均噪声基线方法确定平均噪声基线值dAvgN，通过求最大值方法确定此数据值组X的最大值dMax；根据数值满足条件的不同进行限值最大值间滤波、平均噪声上带滤波或平均噪声上限滤波。

平均噪声基线值的求取方法包括，

步骤11：设数据值组X求取平均噪声取值范围的计数索引起始为L_min，计数索引终止为L_max；设求值总和为X_T，计数值为L_T；令L为L_min，X_T为0，L_T为0；然后进入步骤12；

步骤12：获取计数索引L对应数据值组X的数据值X_L，判断X_L是否小于参考值dRef，是则进入步骤13，否则进入步骤14；

步骤13：令X_T＝X_T+X_L，L_T＝L_T+1；进入步骤14；

步骤14：计数索引L加1；进入步骤15；

步骤15：判断L是否小于等于L_max，是则返回步骤12；否则进入步骤16；

步骤16：利用求得平均噪声基线值dAvgN。

所述步骤11中所述的计数索引起始L_min和计数索引终止L_max的确定方法为：

限值最大值间滤波的具体方法包括，

步骤21：初始化L为0，通过下降因子δ计算由最大值dMax所确定的滤波上限值dMaxU，进入步骤22；

步骤22：获取计数索引L对应数据值组X的数据值X_L，判断X_L是否大于等于参考值dRef，且小于滤波上限值dMaxU，是则进入步骤23，否则进入步骤24；

步骤23：以dAvgN代替X中索引L对应的值X_L；进入步骤24；

步骤24：计数索引L加1；进入步骤25；

步骤25：判断L是否小于N，是则返回步骤22；否则整个处理流程结束。

平均噪声上带滤波的具体方法包括，

步骤31：初始化L为0，通过带宽被乘因子θ确定平均噪声上带滤波方法的滤波上限值dMaxU2和滤波下限值dMaxD2，进入步骤32；