1.一种基于改进EEMD与PCNN的气体泄漏信号降噪方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:步骤1,采集原始气体泄漏信号,构建样本信号,对样本信号进行集成经验模态分解EEMD,得到若干个IMF分量,求取各IMF分量与原信号的相关系数;
步骤2,判断各IMF分量是否为噪声分量,对判定为噪声分量的IMF分量执行步骤3进一步降噪,保留未被判定为噪声分量的IMF分量等待信号重构;
步骤3,根据各IMF分量与原信号的相关系数,调整PCNN模型的内部活动项与神经元衰减系数,并分别对各IMF分量进行PCNN降噪;
步骤4,将经过PCNN降噪后的IMF分量与步骤2中未被判定为噪声分量的IMF分量共同进行信号重构,完成对原始信号的降噪。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进EEMD与PCNN的气体泄漏信号降噪方法,其特征在于:所述步骤1,构建样本信号及EEMD分解,方法如下:步骤1.1,将幅度系数为k的等长随机高斯白噪声G(t)添加进采集的原始气体泄漏信号X(t)中,构成样本信号N(t),即N(t)=X(t)+G(t);
步骤1.2,利用高斯白噪声的零均值特性,通过对样本信号求取平均值,初步消除样本信号中的噪声,对去噪后的样本信号进行EEMD分解,得到若干个IMF分量;
步骤1.3,根据约束条件对IMF分量进行筛选,得到表征信号的IMF分量,并利用matlab调用corrcoef函数求取各IMF分量与原信号之间的相关系数。
3.根据权利要求2所述的一种基于改进EEMD与PCNN的气体泄漏信号降噪方法,其特征在于:所述约束条件包括:a)零点与极值点个数之差的绝对值小于或等于1;
b)样本信号N(t)的上下包络线均值为零。
4.根据权利要求1所述的一种基于改进EEMD与PCNN的气体泄漏信号降噪方法,其特征在于:所述步骤3,调整PCNN模型的内部活动项与神经元衰减系数,并分别对各IMF分量进行PCNN降噪;方法如下:步骤3.1,将PCNN模型接收域中的神经元反馈输入与耦合连接输入的维度由m·n变为
1·n,同时将连接矩阵与权值矩阵变为1·n的矩阵;
步骤3.2,初始化PCNN模型,将各IMF分量作为反馈输入信号输入PCNN模型的接收域,构成反馈输入信号Fi[n]=Si,其中Si表示神经元激励;PCNN模型的耦合连接输入信号计算公式为:其中Li[n]表示耦合连接输入信号,VL表示连接幅度常数,Wi表示耦合连接矩阵,Yj表示PCNN第j次点火过程中的神经元点火状态,i表示信号序列中某个数值的时域序号,j表示点火过程计数次数,n是迭代次数;
步骤3.3,利用改进的PCNN模型捕获神经元并决定是否点火产生脉冲,若点火产生脉冲则改变阈值大小,即利用动态阈值进行信号去噪处理,通过点火产生脉冲,改变动态阈值大小,过滤掉非有效幅值的信号;
捕获满足 的神经元共同决定PCNN模型内部活动项的状态,决定神经元是否点火;
脉冲产生表示如下:
其中Ti[n]是动态阈值,αE是决定阈值衰减速度的阈值衰减系数,VE是动态阈值的上升系数,Ei[n-1]是链接输入Li[n]的上一时刻状态,Yi[n-1]是神经元迭代n次脉冲输出的上一时刻状态;
当αE增大且内部活动项Ui[n]>Ti[n]时,神经元符合点火条件,第i个神经元被点火;Yi将有效信号在第i个点的幅值作为输出值;当αE减小时,神经元不符合点火条件,Yi输出0,表示如下:步骤3.4,计算模型的权值矩阵,根据各IMF分量与原信号的相关系数,调整PCNN模型的内部活动项中的神经元内部突出连接系数与神经元衰减系数;内部活动项Ui[n]为:Ui[n]=Fi[n](1+βLi[n])
其中Fi[n]表示神经元迭代n次后得到的反馈输入,β表示神经元内部突出连接系数,Li[n]表示迭代n次后的耦合连接输入;
步骤3.5,判断是否满足终止条件即连续k次迭代Yi输出0,若满足终止条件,则迭代结束,输出当前信号序列;否则,返回步骤3.2,重新初始化模型,将当前的信号序列重新输入模型进行下一次迭代,直到满足终止条件。