RU2439679C1 - Method of nonparametric signal recognition - Google Patents
Method of nonparametric signal recognition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2439679C1 RU2439679C1 RU2010134462/08A RU2010134462A RU2439679C1 RU 2439679 C1 RU2439679 C1 RU 2439679C1 RU 2010134462/08 A RU2010134462/08 A RU 2010134462/08A RU 2010134462 A RU2010134462 A RU 2010134462A RU 2439679 C1 RU2439679 C1 RU 2439679C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- noise ratio
- columns
- survey data
- spectrogram
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000012549 training Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 235000009413 Ratibida columnifera Nutrition 0.000 description 2
- 241000510442 Ratibida peduncularis Species 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке непараметрического радиосигнала в случае сравнительно небольших значений отношения сигнала к шуму.The invention relates to processing a non-parametric radio signal in the case of relatively small values of the signal-to-noise ratio.
Известен способ обнаружения сигнала на основе непараметрических методов [1].A known method of detecting a signal based on nonparametric methods [1].
Однако в случае, если в анализируемый интервал наблюдения входят часть зашумленного сигнала или часть помехи, то это может привести к ошибочному принятию гипотезы H0 (сигнал отсутствует) или гипотезы H1 (сигнал есть). Поэтому необходимо выделить временной интервал зашумленного сигнала и временной интервал помехи с тем, чтобы применить непараметрические методы отдельно к выделенным интервалам наблюдений.However, if part of the noisy signal or part of the interference is included in the analyzed interval, this can lead to the erroneous acceptance of the hypothesis H 0 (no signal) or hypothesis H 1 (there is a signal). Therefore, it is necessary to distinguish the time interval of the noisy signal and the time interval of the interference in order to apply nonparametric methods separately to the selected observation intervals.
Наиболее близким к предполагаемому результату является способ обработки непараметрического сигнала, включающий нормировку данных наблюдений, выполнение операции вейвлет-преобразования, выделение сигнала и помехи на спектрограмме [2].Closest to the expected result is a method for processing a nonparametric signal, including normalization of the observation data, the operation of the wavelet transform, signal extraction and noise on the spectrogram [2].
Недостатком этого способа обработки сигнала является снижение достоверности распознавания при сравнительно низких значениях отношения сигнала к шуму.The disadvantage of this method of signal processing is the decrease in recognition accuracy at relatively low values of the signal-to-noise ratio.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка такого способа обработки сигнала, при реализации которого возможно было бы выделить сигнал по спектрограмме вейвлет-преобразования даже при отношении сигнала к шуму, приблизительно равном единице.The objective of the proposed technical solution is to develop such a signal processing method, in the implementation of which it would be possible to isolate the signal from the wavelet transform spectrogram even with a signal-to-noise ratio of approximately equal to unity.
Техническим результатом изобретения является повышение достоверности распознавания сигнала по спектрограмме вейвлет-преобразования.The technical result of the invention is to increase the reliability of signal recognition by spectrogram wavelet transform.
Технический результат достигается тем, что в способе распознавания непараметрического сигнала, включающем нормировку данных наблюдений, выполнение операции вейвлет-преобразования, выделение сигнала по спектрограмме, в процессе обучения нормированные данные наблюдений усредняют в «скользящем окне»-матрице, число строк и столбцов которой находят на основе планирования экспериментов из условия максимального отношения сигнала к шуму, а в процессе экзамена нормированные данные усредняют в «скользящем окне»-матрице с числами строк и столбцов, при которых имеет место максимальное отношение сигнала к шуму.The technical result is achieved by the fact that in the method for recognizing a nonparametric signal, including normalizing the observation data, performing the wavelet transform operation, extracting the signal from the spectrogram, normalized observation data are averaged in the “sliding window” matrix, the number of rows and columns of which are found on based on the planning of experiments from the condition of the maximum signal-to-noise ratio, and during the exam normalized data is averaged in a “sliding window” -matrix with the number of rows and one hundred Centers at which there is a maximum signal to noise ratio.
Способ реализуется следующим образом. В процессе обучения данные наблюдений, включающие наблюдения, относящиеся к помехе, и наблюдения, относящиеся к сигналу, представляют в виде одномерного ряда. Последний преобразовывают в многомерный ряд с помощью однопараметрической сдвиговой процедуры.The method is implemented as follows. In the learning process, the observation data, including observations related to interference, and observations related to the signal, are presented in the form of a one-dimensional series. The latter is converted into a multidimensional series using a one-parameter shear procedure.
Проводят усреднение в «скользящем окне»-матрице, число строк и столбцов которой определяют на основе планирования экспериментов из условия максимального отношения сигнала к шуму. Сглаженный сигнал нормируют, подвергают вейвлет-преобразованию. Выделяют сигнал по спектрограмме вейвлет-преобразования, на которой помехе соответствует затемненный интервал.Averaging is performed in a “sliding window” matrix, the number of rows and columns of which is determined based on the planning of experiments from the condition of the maximum signal to noise ratio. The smoothed signal is normalized, subjected to wavelet transform. The signal is isolated by the spectrogram of the wavelet transform, on which the noise corresponds to the darkened interval.
В процессе экзамена данные наблюдений нормируют, преобразовывают в многомерный ряд с помощью сдвиговой процедуры. Проводят матричное усреднение в «скользящем окне»-матрице, число строк и столбцов которой определено в период обучения из условия максимального отношения сигнала к шуму. Сглаженный сигнал подвергают вейвлет-преобразованию. Выделяют сигнал по спектрограмме вейвлет-преобразования, на которой помехе соответствует затемненный интервал.During the exam, the observation data is normalized, converted into a multidimensional series using a shear procedure. Conduct matrix averaging in a "sliding window" -matrix, the number of rows and columns of which are determined during the training period from the condition of the maximum signal-to-noise ratio. The smoothed signal is subjected to wavelet transform. The signal is isolated by the spectrogram of the wavelet transform, on which the noise corresponds to the darkened interval.
Пример конкретной реализации способа иллюстрируется данными наблюдений по помехе (табл.1) и сигналу (табл.2).An example of a specific implementation of the method is illustrated by observation data on interference (Table 1) and signal (Table 2).
По критерию Вилкоксона первые шестнадцать наблюдений представляют помеху, остальные наблюдения - сигнал. Отношение сигнала к шуму равно 1,14. После нормировки исходной выборки наблюдений и непрерывного вейвлет-преобразования с помощью вейвлета «мексиканская шляпа» получен вейвлет-спектр (фиг.1), из которого не представляется возможным выделить сигнал.According to the Wilcoxon criterion, the first sixteen observations are a hindrance, the remaining observations are a signal. The signal-to-noise ratio is 1.14. After normalizing the initial sample of observations and continuous wavelet transform using the Mexican hat wavelet, a wavelet spectrum was obtained (Fig. 1), from which it is not possible to extract a signal.
Согласно предлагаемому техническому решению нормированную выборку наблюдений преобразовывают в многомерный ряд с помощью сдвиговой процедуры. Проводят матричное усреднение в «скользящем» окне-матрице, число строк и столбцов которой определяют из условия максимального отношения сигнала к шуму.According to the proposed technical solution, the normalized sample of observations is converted into a multidimensional series using a shear procedure. Conduct matrix averaging in a "moving" window-matrix, the number of rows and columns of which is determined from the condition of the maximum signal-to-noise ratio.
Если усредняющая матрица имеет семь столбцов и пять строк, то отношение сигнала к шуму повышается до значения 4,6. Средние значения последовательности наблюдений помехи и сигнала приведены на фиг.2, где первые одиннадцать значений относятся к помехе, остальные одиннадцать - к сигналу. После нормировки преобразованной выборки и непрерывного вейвлет-преобразования с помощью вейвлета «мексиканская шляпа» получен вейвлет-спектр (фиг.3), на котором отчетливо прослеживается граница раздела помехи и сигнала.If the averaging matrix has seven columns and five rows, then the signal-to-noise ratio rises to a value of 4.6. The average values of the sequence of observations of interference and signal are shown in figure 2, where the first eleven values refer to the interference, the remaining eleven to the signal. After normalizing the converted sample and the continuous wavelet transform using the Mexican hat wavelet, a wavelet spectrum was obtained (Fig. 3), on which the interface between the interference and the signal is clearly traced.
Источники информацииInformation sources
1. Шахтарин Б.И. Обнаружение сигналов. М.: Гелиос АРВ, 2006, стр.201-276.1. Shakhtarin B.I. Signal Detection. M .: Helios ARV, 2006, pp. 201-276.
2. Баранова А.В., Кудрявцева Е.А., Шилова М.Н. Определение интервала локализации сигнала на фоне шума. Сборник материалов VI Межрегиональной научно-практической конференции «Современные проблемы информатизации образования, науки и техники». М., 2009, стр.348-352.2. Baranova A.V., Kudryavtseva E.A., Shilova M.N. Determination of the signal localization interval against the background of noise. The collection of materials of the VI Interregional scientific-practical conference "Modern problems of the informatization of education, science and technology." M., 2009, pp. 348-352.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010134462/08A RU2439679C1 (en) | 2010-08-17 | 2010-08-17 | Method of nonparametric signal recognition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010134462/08A RU2439679C1 (en) | 2010-08-17 | 2010-08-17 | Method of nonparametric signal recognition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2439679C1 true RU2439679C1 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=45784294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010134462/08A RU2439679C1 (en) | 2010-08-17 | 2010-08-17 | Method of nonparametric signal recognition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2439679C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613733C1 (en) * | 2015-09-29 | 2017-03-21 | Федеральное государственное казённое образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" | Method for recognizing radio signals |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2231118C1 (en) * | 2003-01-04 | 2004-06-20 | Военный университет связи | Method for identifying radio signals |
RU2261476C1 (en) * | 2004-01-26 | 2005-09-27 | Военный университет связи | Method for recognition of radio signals |
EP1303962B1 (en) * | 2000-06-16 | 2008-02-27 | Inari, Inc. | Sliding-window processing for the reception of multicarrier signals |
RU2356064C2 (en) * | 2007-04-24 | 2009-05-20 | ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Method of identifying radio signals |
-
2010
- 2010-08-17 RU RU2010134462/08A patent/RU2439679C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1303962B1 (en) * | 2000-06-16 | 2008-02-27 | Inari, Inc. | Sliding-window processing for the reception of multicarrier signals |
RU2231118C1 (en) * | 2003-01-04 | 2004-06-20 | Военный университет связи | Method for identifying radio signals |
RU2261476C1 (en) * | 2004-01-26 | 2005-09-27 | Военный университет связи | Method for recognition of radio signals |
RU2356064C2 (en) * | 2007-04-24 | 2009-05-20 | ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Method of identifying radio signals |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613733C1 (en) * | 2015-09-29 | 2017-03-21 | Федеральное государственное казённое образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" | Method for recognizing radio signals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Venumadhav et al. | New search pipeline for compact binary mergers: Results for binary black holes in the first observing run of Advanced LIGO | |
CA2976568C (en) | Methods and systems for disease analysis based on tranformations of diagnostic signals | |
US8112147B2 (en) | Method and apparatus for generating determination indexes for identifying ECG interfering signals | |
WO2019061006A1 (en) | Bearing failure diagnosis method and device, readable storage medium, and electronic device | |
US12191129B2 (en) | Method for identifying microorganisms by mass spectrometry | |
US10078785B2 (en) | Video-based sound source separation | |
CN112472065A (en) | Disease detection method based on cough sound recognition and related equipment thereof | |
Sedghamiz et al. | Unsupervised detection and classification of motor unit action potentials in intramuscular electromyography signals | |
CN106850511B (en) | Method and device for identifying access attack | |
CN113607415A (en) | Bearing fault diagnosis method based on short-time stochastic resonance under variable rotating speed | |
Cao et al. | A real-time spike classification method based on dynamic time warping for extracellular enteric neural recording with large waveform variability | |
CN104644160A (en) | Electrocardiogram pseudo-difference signal identification method and device | |
CN111160317A (en) | Weak Signal Blind Extraction Method | |
RU2439679C1 (en) | Method of nonparametric signal recognition | |
CN103886868B (en) | Impulsive sound detection method and detection system | |
Malik et al. | Automatic threshold optimization in nonlinear energy operator based spike detection | |
CN108198558B (en) | Voice recognition method based on CSI data | |
CN119128498B (en) | A method for extracting time-frequency features of kneading machine reducer fault | |
CN108685561B (en) | A signal analysis method and device | |
CN113591769A (en) | Non-contact heart rate detection method based on photoplethysmography | |
CN113571092A (en) | Method for identifying abnormal sound of engine and related equipment thereof | |
CN110327043B (en) | Event-related potential waveform map solving method based on sparse modeling | |
CN117711433A (en) | Voiceprint anomaly detection method, device and storage medium based on deep U-shaped network | |
CN117153168A (en) | Detection and extraction methods, systems, equipment and media for cetacean echolocation signals | |
Zhou et al. | Spike sorting using hidden markov models |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150818 |