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龙图腾网获悉重庆邮电大学申请的专利结合奇异值分解和小波变换的局部放电信号去噪方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116383609B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310358033.2，技术领域涉及：G06F18/10；该发明授权结合奇异值分解和小波变换的局部放电信号去噪方法是由边志奇;代少升;刘仁光;袁中明设计研发完成，并于2023-04-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本结合奇异值分解和小波变换的局部放电信号去噪方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种结合奇异值分解和小波变换的局部放电信号去噪方法，属于信号处理领域。该方法包括：选择合适的Hankel矩阵用于构造自适应奇异值分解模型，负责原始带噪局部放电信号的奇异值分解；计算奇异熵增量，根据其渐进性质寻找奇异熵曲线弯曲程度最大的位置；使用最大曲率的位置作为阈值，将大于阈值的奇异值用于重构原始信号；选择合适的小波基函数用于构造一维两级双树复小波变换，负责信号的分解与重构；使用q‑移方案联合构造DT‑CWT内部的滤波器组。本发明不仅能够很好地抑制PD信号上的窄带噪声和白噪声，还能保留波形突变细节，同时在指标上具有很低的均方根误差和很高的波形相似度。

本发明授权结合奇异值分解和小波变换的局部放电信号去噪方法在权利要求书中公布了：1.结合奇异值分解和小波变换的局部放电信号去噪方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： S1：在真实或仿真环境下使用硬件设备获取含有窄带噪声和白噪声的局部放电信号，将其作为原始输入信号； S2：构造Hankel矩阵，根据对称矩阵性质分别做特征值分解求得两个特征矩阵，然后开平方获得全部的奇异值； S3：计算所得奇异值的奇异熵增量，计算奇异熵曲线上曲率最大的位置； S4：按降序排列奇异值，选取最大曲率位置之前的奇异值用于重构窄带信号，将染噪的局部放电信号与其相减即得去噪后的信号； S5：根据DT-CWT的定义选择实小波和虚小波函数，具有平移不变性和抗混叠效应； S6：通过q-移方案联合构造DT-CWT的滤波器组，计算长度为10的滤波器参数； S7：使用全局统一阈值和硬阈值处理方案接入信号的重构流程，在保留信号的突变部分的基础上消除上面白噪声的干扰； S8：减弱或消除了原始信号上的窄带噪声和白噪声，输出干净信号，用于后续的特征提取或者分析； 所述去噪方法具体为： 对信号进行建模和模拟，通过对大量的现场实测PD信号观测，分别将单指数阻尼振荡脉冲、双指数阻尼振荡脉冲作为PD信号的数学模型用于进行模拟，它们的数学表达式分别如下两式： 其中为幅值，为衰减系数，为震荡频率；使用这两种基础信号对4种典型的局部放电信号进行模拟； 其中，现场环境下的PD信号包括白噪声和窄带噪声；由无线通信引起的周期窄带噪声干扰通过将不同频率的正弦信号叠加来进行模拟，即周期窄带噪声表示为如下式： 其中表示幅，表示频率，表示初相；将此窄带噪声叠加到原始信号进行模拟； 利用窄带干扰与白噪声和PD信号之间奇异值的巨大差异，实现窄带噪声的重构并消除；SVD是线性代数中一种重要的矩阵分解，奇异值分解是特征值分解在矩阵上的推广； 对于一个秩为，尺寸为的矩阵，它的奇异值分解表达式如下： 其中和分别为维和维的单位正交矩阵，是一个对角矩阵；对于局部放电信号序列，其Hankel矩阵如下： 上式中满足，满足，其中表示局部放电序列采样点个数，表示一个Hankel矩阵，是Hankel矩阵的行数，是Hankel矩阵的列数； ，利用直接法求Hankel矩阵的奇异值比较困难，通过下式进行特征值分解求得特征矩阵和： 其中和是对称矩阵；对或开平方求得奇异值矩阵如下： 其中为零矩阵，为矩阵的奇异值； 奇异值分解将染噪PD信号分解为噪声子空间和信号子空间；越大的奇异值包含的信息越多，越小的奇异值所包含的信息越少；根据奇异熵增量的渐进性质来区分有用信号和噪声的阈值，定义奇异熵增量如下式： 其中代表奇异值；奇异熵增量为归一化后的奇异值，其曲率谱反应在不同奇异值出的变化程度，曲率值越大，奇异熵增量越大，奇异值的变化也就越大；连续信号的曲率计算公式如下： 其中分别表示曲线函数的一阶导数和二阶导数；将上式离散化得奇异熵的曲率计算公式如下： 上式中有，其中分别表示离散化后的一阶导数和二阶导数； 在染噪PD信号中，窄带噪声的奇异值高于白噪声和PD信号的奇异值；对于混合噪声PD信号曲率的最大值即为对应的阈值，当前最佳阈值为9，将奇异值降序排列，选取前9个奇异值作为重构窄带信号的奇异值；通过将重构的窄带信号与染噪局放信号相减，获得去除窄带信号之后的局放信号； 将基于DT-CWT框架对信号进行分解、滤波和重构进行白噪声的去除；DT-CWT定义如下： 其中和分别表示正交的实小波和虚小波且形成希尔伯特变换对； 设、和、分别是尺度函数与对偶小波，、和、分别是对应的低通滤波器和高通滤波器，实部和虚部满足下式： DT-CWT通过两个离散小波变换DWT实现：第一个DWT给出变换的实部，而二个DWT给出虚部；其中和分别表示实数部分滤波器组的低通和高通滤波器，产生实部的小波系数；和分别表示虚数部分滤波器组的低通和高通滤波器，产生虚部的小波系数；将得到的两组信号求平均得到最终的DT-CWT输出结果； 选择使用q-移方案联合构造两级DT-CWT的滤波器组；设计的滤波器满足下式： 其中和分别代表低通滤波器的实部和虚部，为的长度，是一个偶数；注意到是的时序反转，对上式求傅里叶变换得到与满足下式： 最后，满足半帧移条件的满足下式： 使用q-移方案设计的滤波器组，设计满足上式和完全重构条件的； 与局部放电信号相比，白噪声引起的大多数信号的振幅较低，由白噪声产生的小波系数也较小，对小波系数作相应的阈值处理后再重构有效消除白噪声干扰；使用由下式定义的全局统一阈值处理方法： 其中表示信号的标准差，为信号序列的长度；使用该全局统一阈值抑制随机高斯白噪声，对每一级处理后的小波系数采用上式计算阈值；阈值处理方法选用硬阈值判决，其函数由下式定义： 上式中表示阈值点； 将基于自适应奇异值分解ASVD和双树复小波变换DT-CWT两个处理模型串联结合起来，得到结合奇异值分解和小波变换的局部放电信号去噪方法。

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