基于DSP管道漏水检测去噪算法的研究 ——谱减法及LMS算法

论文摘要

本文结合漏水信号的特点,分析了噪声在漏水定位中的危害并提出两种去噪算法:谱减法和最小均方误差自适应算法（LMS）。本文分析了六种谱减法形式,并利用matlab仿真分析,最后将算法用C语言实现,分别在VC++6.0和CCS平台上进行验证。最小均方误差自适应算法（LMS）是一类跟踪算法,将其应用于滤噪处理中,用matlab仿真分析,最后在CCS平台上验证其在DSP上的可行性。利用带噪声的流水信号做参考,对比谱减法和LMS算法的有效性,选择LMS算法作为漏水去噪算法。利用“3倍均方”准则去除强噪声的影响,再利用LMS算法去除宽带噪声的影响并将算法在DSP上实现。同时,调节LMS算法中自适应滤波器的阶数为合适值,利用加权系数W出现极值的位置来定位时延的大小。经matlab仿真验证,准确率较高,但是运算量大,不适合实时处理,需要在实际中进一步改进。最后总结了全文工作并对未来工作提出了建议。

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摘要

ABSTRACT

引言

一管道漏水检测的原理

（一）漏水信号在管道上的传播

（二）漏水定位方法

（三）漏水去噪处理方法

二基于DSP漏水检测系统硬件实现

（一）系统总体结构

（二） TMS320VC5416芯片介绍

（三）模数转换器TLV320AIC10

1、TLV320AIC10芯片介绍

2、TLV320AIC10与TMS320VC5416的连接

三谱减法

（一）基本谱减法

（二）重叠帧谱减法

（三） Boll谱减法

（四）维纳滤波器法

（五）扩展谱减法

（六） Martin的最小值跟踪噪声估计法

1、最优平滑

2、最小功率谱统计跟踪

（七）各种滤噪方法小结

（八）谱减法在CCS上的实现

四最小均方误差自适应去噪算法（LMS）

（一） LMS算法的基本原理

（二）自适应噪声抵消原理

（三） LMS去噪算法

（四）自适应去噪算法在CCS上的实现

五两种方法的对比

（一）谱减法在不同信噪比下的对比图

（二） LMS算法在不同信噪比下的对比图

（三） LMS算法与谱减法的对比

六自适应去噪算法及自适应时延估计在漏水检测中的应用

（一）自适应去噪算法

1、LMS实现漏水信号去噪

2、漏水信号中强噪声的去除

（二）自适应时延估计（LMSTDE）

1、自适应时延估计算法（LMSTDE）的基本原理

2、结合漏水信号的自适应时延估计算法

3、结合漏水信号的LMSTDE算法仿真

（三）漏水去噪算法在DSP上的实现

七结论

参考文献

致谢

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