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信号处理方法、装置、电子设备及可读存储介质


技术摘要:
本申请提供一种信号处理方法、装置、电子设备及可读存储介质,涉及信号处理技术领域。该方法包括:获取目标信号;取i为1到N,提取第i级放大采样信号中的有效信号,获得第i级有效信号,共获得N级有效信号;对所述N级有效信号进行相应处理,获得N级处理信号;将N级处理信  全部
背景技术:
为了便于对采样信号进行相关处理,如提取幅度特征等,对输入的模拟信号,一般 需先经过滤波、放大以及采样等过程,滤波就是滤除掉噪声或其他干扰信号等,放大就是将 微弱的接收信号进行放大,以增加能量。信号之所以需要放大,是因为传输过程中有衰减, 理想情况下放大后的信号送到采样环节时其信号幅度应该刚好,不能截幅,也不能太小。 在输入的模拟信号幅度变化很大的情况下,想要不截幅且幅度也不会过小,并且 还要保留有输入的模拟信号的幅值特征,一般需要采用多级放大器进行放大,而为了给信 号处理设备对采样信号进行相关处理的过程中提供足够的数据,目前是分别在全程采样时 间内对每一级放大的信号进行采样,例如,若有三级放大信号,则对这三级放大信号均进行 采样后,获得三个全程采样时间的采样信号,这种方式虽然为信号处理过程提供了足够的 数据,但是也会使得采样数据量过于庞大,从而给信号处理设备造成较大的处理负担。
技术实现要素:
本申请实施例的目的在于提供一种信号处理方法、装置、电子设备及可读存储介 质,用以改善现有技术中采样数据量过于庞大而导致信号处理设备负担较大的问题。 第一方面,本申请实施例提供了一种信号处理方法,所述方法包括: 获取目标信号,所述目标信号为经过N级放大并采样后对应的N级放大采样信号, 每级放大倍数不相同,且每级放大信号对应的采样时间段之和为设定的总采样时间,N为大 于或等于2的整数; 取i为1到N,提取第i级放大采样信号中的有效信号,获得第i级有效信号,共获得N 级有效信号,所述第i级有效信号是指能够表征第i级放大采样信号的幅度特征的信号; 对所述N级有效信号进行相应处理,获得N级处理信号,其中,每级处理信号的放大 倍数相同; 将所述N级处理信号进行拼接,获得拼接信号。 在上述实现过程中,通过将总采样时间划分为多个时间段,这样可在每个时间段 内采样对应的放大信号,相比于现有技术中需采集三个总采样时间的采样数据,本申请实 施例只需采样一个总采样时间的采样数据,大大减少了采样数据量,从而可减少信号处理 设备的处理负担;并且,在采样数据量减少的情况下,通过从放大采样信号中提取有效信 号,有效信号能够表征信号的幅度特征,然后将有效信号进行拼接,一方面可以使得拼接后 获得的信号也能够较好地保留原始信号的幅度特征,另一方面又可以为信号处理设备提供 足够的数据量。 可选地,所述提取第i级放大采样信号中的有效信号,获得第i级有效信号,包括: 4 CN 111585573 A 说 明 书 2/18 页 将第i级放大采样信号划分为多个时间片信号;对所述多个时间片信号进行筛选,获得所述 第i级有效信号,所述第i级有效信号包括至少一个时间片信号。 在上述实现过程中,将放大采样信号划分为多个时间片信号,然后从多个时间片 信号中筛选有效信号,这样可无需对放大采样信号中的每个采样点进行筛选,有效节省了 筛选的时间,提高了筛选的效率。 可选地,所述对所述多个时间片信号进行筛选,获得所述第i级有效信号,包括: 基于每个时间片信号的幅度值,从所述多个时间片信号中筛选出幅度值小于或等 于第一预设值的时间片信号,作为多个第一时间片信号; 计算两两第一时间片信号之间的相关性,基于所述相关性从所述多个第一时间片 信号中筛选出相关性小于或等于第二预设值的第一时间片信号,作为多个第二时间片信 号; 获取每个第二时间片信号的统计特征值,基于所述统计特征值从所述多个第二时 间片信号中筛选出统计特征值满足预设条件的第二时间片信号,作为第i级有效信号。 在上述实现过程中,通过基于幅度值筛选出第一时间片信号,可以有效筛选出未 截幅的时间片信号;通过基于相关性筛选出第二时间片信号,可以有效滤除掉噪声信号或 其他干扰信号;通过基于统计特征值筛选出有效信号,可以有效过滤掉不够平稳的信号,所 以,通过上述三个筛选条件可以有效筛选出满足信号处理要求的有效信号。 可选地,所述获取每个第二时间片信号的统计特征值,基于所述统计特征值从所 述多个第二时间片信号中筛选出统计特征值满足预设条件的第二时间片信号,作为第i级 有效信号,包括: 获取每个第二时间片信号中多个采样点的幅度值的绝对值均值以及标准差; 计算获得每个第二时间片信号对应的标准差与绝对值均值的比值; 从所述多个第二时间片信号中筛选出所述比值小于或等于第三预设值的第二时 间片信号,作为第i级有效信号。 在上述实现过程中,通过时间片信号的幅度值的标准差与绝对值均值的比值能有 效反映信号的平稳性,所以,通过比值来筛选有效信号,从而可以有效将时间片信号中的平 稳信号筛选出来,作为后续用于信号处理的有效信号。 可选地,所述计算两两第一时间片信号之间的相关性,包括: 利用互相关函数计算两两第一时间片信号之间的相关性。 在上述实现过程中,由于互相关函数能有效表征两个时间序列之间的相关程度, 所以,通过互相关函数可以准确获得两个时间片信号之间的相关性。 可选地,所述基于每个时间片信号的幅度值,从所述多个时间片信号筛选出幅度 值小于或等于第一预设值的时间片信号,作为多个第一时间片信号,包括: 获取每个时间片信号中每个采样点的幅度值; 确定每个时间片信号中是否有预设数量的连续的采样点的幅度值均小于或等于 第一预设值; 若是,则将对应的时间片信号确定为第一时间片信号。 在上述实现过程中,在时间片信号中有预设数量的连续的采样点的幅度值小于或 等于第一预设值时,表明这个时间片信号未截幅,从而基于该方式,可便捷且有效筛选出未 5 CN 111585573 A 说 明 书 3/18 页 截幅的时间片信号。 可选地,在i取2至N-1时,所述将第i级放大采样信号划分为多个时间片信号,包 括: 将第i级放大采样信号划分为第一部分信号和第二部分信号,所述第一部分信号 包括采样时间靠前的多个时间片信号,所述第二部分信号包括采样时间靠后的多个时间片 信号; 所述对所述多个时间片信号进行筛选,获得所述第i级有效信号,包括: 对所述第一部分信号中的多个时间片信号进行筛选,获得第一有效信号,以及对 所述第二部分信号中的多个时间片信号进行筛选,获得第二有效信号,所述第i级有效信号 包括所述第一有效信号和所述第二有效信号。 在上述实现过程中,在将放大采样信号进行时间片划分时,通过将放大采样信号 先分为两部分信号后再划分,使得可以有效确保后续在进行信号拼接时时间的连续性。 可选地,所述对所述N级有效信号进行相应处理,获得N级处理信号,包括: 确定所述N级放大采样信号之间的放大倍数差异; 基于所述放大倍数差异,对所述N级有效信号进行相应处理,获得N级处理信号。 在上述实现过程中,通过基于放大倍数差异对N级有效信号进行处理,从而使得N 级处理信号的放大倍数一致,以便于后续的信号进行无缝拼接。 可选地,所述放大倍数差异为N-1级放大采样信号中每级放大采样信号与第N级放 大采样信号之间的放大倍数差异,所述基于所述放大倍数差异,对所述N级有效信号进行相 应处理,获得N级处理信号,包括: 取i为1至N-1,基于所述放大倍数差异对所述第i级有效信号进行相应处理,获得 第i级处理信号,共获得N-1级处理信号,在i为2至N-1时,每级处理信号包括第一处理信号 和第二处理信号; 将所述N级处理信号进行拼接,获得拼接信号,包括: 将第一级处理信号与第二级处理信号中的第一处理信号进行拼接,获得第一个拼 接信号; 依次取i为2到N-1,将所述第i级处理信号中的第二处理信号与第i 1级处理信号 中的第一处理信号进行拼接,获得第i个拼接信号,共获得N-2个拼接信号; 在i为N时,将第i-1级处理信号中的第二处理信号与第N级处理信号进行拼接,获 得第N个拼接信号; 将所述第一个拼接信号、所述N-2个拼接信号、所述第N个拼接信号依次进行拼接, 获得拼接信号。 在上述实现过程中,通过将各部分信号依次进行放大倍数处理后再拼接,从而可 按照时间顺序实现信号的无缝拼接。 可选地,所述N-1级放大采样信号中每级放大采样信号与第N级放大采样信号之间 的放大倍数差异采用如下方式获得: 取i为1至N-1,获取第i级放大采样信号对应的每个时间片信号的幅度的绝对值均 值,获得多个第一绝对值均值; 计算所述多个第一绝对值均值的平均值,获得第一平均值; 6 CN 111585573 A 说 明 书 4/18 页 获取第N级放大采样信号对应的每个时间片信号的幅度的绝对值均值,获得多个 第二绝对值均值; 计算所述多个第二绝对值均值的平均值,获得第二平均值; 计算所述第二平均值与所述第一平均值的比值; 确定所述比值为第i级放大采样信号与第N级放大采样信号之间的放大倍数差异。 在上述实现过程中,通过计算两个放大采样信号的幅度值的绝对值均值的均值比 值,则可以根据实际获得的采样点的幅度值来更加准确地获得两级放大采样信号之间的放 大倍数差异。 可选地,所述获取目标信号,包括: 获取待处理信号; 对所述待处理信号进行N级放大,获得N级放大信号; 确定每级放大信号对应的采样时间段,N个采样时间段之和为设定的总采样时间; 在每级放大信号对应的采样时间段内对每级放大信号进行采样,获得N级放大采 样信号,所述N级放大采样信号为所述目标信号。 在上述实现过程中,通过将总采样时间划分为N个采样时间段,从而无需针对每级 放大信号均在总采样时间内进行采样,该方式可以有效减少采样数据,以减少信号处理设 备的处理负担。 第二方面,本申请实施例提供了一种信号处理装置,所述装置包括: 信号获取模块,用于获取目标信号,所述目标信号为经过N级放大并采样后对应的 N级放大采样信号,每级放大倍数不相同,且每级放大信号对应的采样时间段之和为设定的 总采样时间,N为大于或等于2的整数; 信号提取模块,用于取i为1到N,提取第i级放大采样信号中的有效信号,获得第i 级有效信号,共获得N级有效信号,所述第i级有效信号是指能够表征第i级放大采样信号的 幅度特征的信号; 信号处理模块,用于对所述N级有效信号进行相应处理,获得N级处理信号,其中, 每级处理信号的放大倍数相同; 信号拼接模块,用于将所述N级处理信号进行拼接,获得拼接信号。 可选地,所述信号提取模块,用于将第i级放大采样信号划分为多个时间片信号; 对所述多个时间片信号进行筛选,获得所述第i级有效信号,所述第i级有效信号包括至少 一个时间片信号。 可选地,所述信号提取模块,用于: 基于每个时间片信号的幅度值,从所述多个时间片信号中筛选出幅度值小于或等 于第一预设值的时间片信号,作为多个第一时间片信号; 计算两两第一时间片信号之间的相关性,基于所述相关性从所述多个第一时间片 信号中筛选出相关性小于或等于第二预设值的第一时间片信号,作为多个第二时间片信 号; 获取每个第二时间片信号的统计特征值,基于所述统计特征值从所述多个第二时 间片信号中筛选出统计特征值满足预设条件的第二时间片信号,作为第i级有效信号。 可选地,所述信号提取模块,用于获取每个第二时间片信号中多个采样点的幅度 7 CN 111585573 A 说 明 书 5/18 页 值的绝对值均值以及标准差;计算获得每个第二时间片信号对应的标准差与绝对值均值的 比值;从所述多个第二时间片信号中筛选出所述比值小于或等于第三预设值的第二时间片 信号,作为第i级有效信号。 可选地,所述信号提取模块,用于利用互相关函数计算两两第一时间片信号之间 的相关性。 可选地,所述信号提取模块,用于获取每个时间片信号中每个采样点的幅度值;确 定每个时间片信号中是否有预设数量的连续的采样点的幅度值均小于或等于第一预设值; 若是,则将对应的时间片信号确定为第一时间片信号。 可选地,在i取2至N-1时,所述信号提取模块,用于将第i级放大采样信号划分为第 一部分信号和第二部分信号,所述第一部分信号包括采样时间靠前的多个时间片信号,所 述第二部分信号包括采样时间靠后的多个时间片信号;以及对所述第一部分信号中的多个 时间片信号进行筛选,获得第一有效信号,以及对所述第二部分信号中的多个时间片信号 进行筛选,获得第二有效信号,所述第i级有效信号包括所述第一有效信号和所述第二有效 信号。 可选地,所述信号处理模块,用于确定所述N级放大采样信号之间的放大倍数差 异;基于所述放大倍数差异,对所述N级有效信号进行相应处理,获得N级处理信号。 可选地,所述放大倍数差异为N-1级放大采样信号中每级放大采样信号与第N级放 大采样信号之间的放大倍数差异,所述信号处理模块,用于取i为1至N-1,基于所述放大倍 数差异对所述第i级有效信号进行相应处理,获得第i级处理信号,共获得N-1级处理信号, 在i为2至N-1时,每级处理信号包括第一处理信号和第二处理信号; 所述信号拼接模块,用于: 将第一级处理信号与第二级处理信号中的第一处理信号进行拼接,获得第一个拼 接信号; 依次取i为2到N-1,将所述第i级处理信号中的第二处理信号与第i 1级处理信号 中的第一处理信号进行拼接,获得第i个拼接信号,共获得N-2个拼接信号; 在i为N时,将第i-1级处理信号中的第二处理信号与第N级处理信号进行拼接,获 得第N个拼接信号; 将所述第一个拼接信号、所述N-2个拼接信号、所述第N个拼接信号依次进行拼接, 获得拼接信号。 可选地,所述信号拼接模块,用于: 取i为1至N-1,获取第i级放大采样信号对应的每个时间片信号的幅度的绝对值均 值,获得多个第一绝对值均值; 计算所述多个第一绝对值均值的平均值,获得第一平均值; 获取第N级放大采样信号对应的每个时间片信号的幅度的绝对值均值,获得多个 第二绝对值均值; 计算所述多个第二绝对值均值的平均值,获得第二平均值; 计算所述第二平均值与所述第一平均值的比值; 确定所述比值为第i级放大采样信号与第N级放大采样信号之间的放大倍数差异。 可选地,所述信号获取模块,用于: 8 CN 111585573 A 说 明 书 6/18 页 获取待处理信号; 对所述待处理信号进行N级放大,获得N级放大信号; 确定每级放大信号对应的采样时间段,N个采样时间段之和为设定的总采样时间; 在每级放大信号对应的采样时间段内对每级放大信号进行采样,获得N级放大采 样信号,所述N级放大采样信号为所述目标信号。 第三方面,本申请实施例提供一种电子设备,包括处理器以及存储器,所述存储器 存储有计算机可读取指令,当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时,运行如上述第 一方面提供的所述方法中的步骤。 第四方面,本申请实施例提供一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计 算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。 本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得 显而易见,或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说 明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 附图说明 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使 用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看 作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,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相关的附图。 图1为本申请实施例提供的一种用于执行信号处理方法的电子设备的结构示意 图; 图2为本申请实施例提供的一种信号处理方法的流程图; 图3为本申请实施例提供的一种对信号进行多级放大的示意图; 图4为本申请实施例提供的一种对放大采样信号进行时间片划分的示意图; 图5为本申请实施例提供的另一种对放大采样信号进行时间片划分的示意图; 图6为本申请实施例提供的一种拼接信号的示意图; 图7为本申请实施例提供的一种信号处理装置的结构框图。
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