專利名稱：一種弱信號目標檢測方法
技術領域：
本發明涉及數字信號處理技術領域，特別是涉及一種弱信號目標檢測方法。
背景技術：
隨著MEMS傳感技術不斷成熟完善，傳感器系統逐步邁入微型化時代，用戶對系統的高集成度、便攜性與易布設等需求日益提高，系統的低功耗、低復雜度等典型特征，是促成這些用戶需求的關鍵。常用目標弱信號檢測方法包括:1.能量檢測2.雙譜檢測3.峰度檢測4.頻譜檢測5.小波多分辨分析檢測6.過零檢測等，其中能量檢測和過零檢測計算量較小，實時性較高，對系統資源要求較少，其穩定性和魯棒性較差，環境噪聲及電路狀態的改變將使其檢測性能急劇下降；雙譜檢測、峰度檢測和頻譜檢測均為信號頻率或統計檢測方法，計算量較大，實時性略差，由于頻譜和統計特征的計算均需要一定信號長度，其對遠距離目標弱信號的檢測能力較差；小波多分辨分析檢測計算量大，實時性差，對遠距離弱信號的檢測能力有所提高，但仍然無法滿足高性能傳感系統日益提高的探測性能的需求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種弱信號目標檢測方法，可以以極低運算量、極少存儲空間、極低硬件成本實現較強微弱信號檢出能力。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種弱信號目標檢測方法，包括以下步驟:
(I)對信號序列進行一階過零檢測，得到一階過零區間；(2)對信號序列在一階過零區間內二階差分過零計數與能量分別進行統計；(3)計算統計得到的二階差分過零計數和能量的比值；(4)將獲得的比值與設定的閾值進行比較，當比值大于設定的閾值時，表示信號序列中檢出目標信號。所述步驟(I)中一階過零檢測方法為:信號序列X1,…，Xk為零均值前提下，定義序列Z為Zi = X t=l,…，K ;定義dt為t時刻的指示函數:dt= (Zt-Zf1)2,當dt=l時產生一階過零點，一階過零區間為XD1，XD2, XD3，…，Xmο所述步驟(2)中信號序列在一階過零區間內二階差分過零計數的統計方法為:將一階過零區間Di定義為原始信號序列[XDi，XD(i+1)]，采用計算一階過零點的方法，得到指標函數序列dDi，一，dD(i+1)，對信號序列一階過零區間Di內二階差分過零進行計數
ZC「dDi+dDi+1+...+dD(i+1) ο所述步驟(4)中的閾值確定方法如下:對不含目標的原始信號序列，執行目標檢測運算，得到不含目標的原始序列的一階過零區間統計數據的比值序列，另該比值序列作為設定的閾值。
有益效果由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果:本發明通過對信號一階過零區間內二階差分過零計數與能量分別進行統計，計算兩個統計數據的比值，然后與設定閾值進行比較，當比值大于設定閾值時，認為寬帶隨機信號中檢出目標信號。該方法以極低運算量、極少存儲空間、極低硬件成本實現較強微弱信號檢出能力。
圖1是本發明流程圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。本發明的實施方式涉及一種弱信號目標檢測方法，包括以下步驟:對信號序列進行一階過零檢測，得到一階過零區間；對信號序列在一階過零區間內二階差分過零計數與能量分別進行統計；計算統計得到的二階差分過零計數和能量的比值；將獲得的比值與設定的閾值進行比較，當比值大于設定的閾值時，表示信號序列中檢出目標信號。本發明具體步驟如圖1所示，其中，包括音頻信號序列的一階過零區間Xm計算、信號序列在一階過零區間內二階差分過零計數ZCi計算、信號序列在一階過零區間內能量Ei計算、二階差分過零計數和能量的比值Ri計算、設定的閾值T比較，最后得出目標檢測結果。
具體實施方式
和步驟如下:(I)針對音頻序列X，定義序列
權利要求
1.一種弱信號目標檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)對信號序列進行一階過零檢測，得到一階過零區間； (2)對信號序列在一階過零區間內二階差分過零計數與能量分別進行統計； (3)計算統計得到的二階差分過零計數和能量的比值； (4)將獲得的比值與設定的閾值進行比較，當比值大于設定的閾值時，表示信號序列中檢出目標信號。
2.根據權利要求1所述的弱信號目標檢測方法，其特征在于，所述步驟(I)中一階 過零檢測方法為:信號序列X1,…，XkS零均值前提下，定義序列Z為
3.根據權利要求1所述的弱信號目標檢測方法，其特征在于，所述步驟(2)中信號序列在一階過零區間內二階差分過零計數的統計方法為:將一階過零區間Di定義為原始信號序列[XDi，XD(i+1)]，采用計算一階過零點的方法，得到指標函數序列dDi，…，dD(i+1)，對信號序列一階過零區間Di內二階差分過零進行計數ZCfdDi+dDi+^H+d^i+D。
4.根據權利要求1所述的弱信號目標檢測方法，其特征在于，所述步驟(4)中的閾值確定方法如下:對不含目標的原始信號序列，執行目標檢測運算，得到不含目標的原始序列的一階過零區間統計數據的比值序列，另該比值序列作為設定的閾值。
全文摘要
本發明涉及一種弱信號目標檢測方法，包括以下步驟對信號序列進行一階過零檢測，得到一階過零區間；對信號序列在一階過零區間內二階差分過零計數與能量分別進行統計；計算統計得到的二階差分過零計數和能量的比值；將獲得的比值與設定的閾值進行比較，當比值大于設定的閾值時，表示信號序列中檢出目標信號。本發明可以以極低運算量、極少存儲空間、極低硬件成本實現較強微弱信號檢出能力。
文檔編號G01D21/00GK103245376SQ20131012184
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月10日 優先權日2013年4月10日
發明者宋恩亮, 袁曉兵, 李寶清 申請人:中國科學院上海微系統與信息技術研究所