一種去除工頻干擾的裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種去除工頻干擾的裝置及其方法，該方法包括：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行工頻檢測(cè)，獲取輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量，并根據(jù)工頻干擾存在累積量獲取輸入信號(hào)的工頻干擾發(fā)生概率，根據(jù)工頻干擾發(fā)生概率轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的工作狀態(tài)，根據(jù)工作狀態(tài)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行干擾消除處理，以得到工頻干擾抑制后的輸出信號(hào)。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有魯棒性高，能夠有效地去除各類工頻干擾。
【專利說明】一種去除工頻干擾的裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種去除工頻干擾的裝置及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 工頻干擾是由于用戶設(shè)備中采集電路與供電電路等不能很好的共地，從而導(dǎo)致電 源到采集電路形成有效壓差，因此電力信號(hào)進(jìn)入了采集電路，產(chǎn)生的干擾。工頻干擾的核心 頻率是由電力設(shè)備的發(fā)電機(jī)決定的。
[0003] 工頻干擾的特點(diǎn)具有非常多樣性，一般情況下工頻干擾信號(hào)會(huì)存在一倍頻、三倍 頻、五倍頻等諧波干擾；有時(shí)核心頻率缺失，只存在高次諧波的情況；有時(shí)工頻諧波干擾會(huì) 忽強(qiáng)忽弱；有時(shí)工頻干擾會(huì)只在低頻段出現(xiàn)，而有時(shí)又會(huì)布滿整個(gè)頻率；甚至有時(shí)候核心 頻率會(huì)由于用戶設(shè)備問題而出現(xiàn)半頻率。
[0004] 目前，在心電信號(hào)肌體表面電信號(hào)的處理中經(jīng)常會(huì)遇到去除工頻干擾的問題，表 面電信號(hào)的采樣率只有200hz，只需要處理核心頻率的干擾，利用簡(jiǎn)單的陷波器即可去除工 頻干擾。利用簡(jiǎn)單的陷波器難以處理更高采樣率的信號(hào)，對(duì)于工頻干擾時(shí)強(qiáng)時(shí)弱、核心頻率 漂移的情況則無法處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種去除工頻干擾的裝置及其方法，以解決無法 去除各類工頻干擾的問題。
[0006] 第一方面提供一種去除工頻干擾的方法，其包括以下步驟：接收輸入信號(hào)，對(duì)輸 入信號(hào)進(jìn)行工頻檢測(cè)，獲取輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量，并根據(jù)工頻干擾存在累積量 獲取輸入信號(hào)的工頻干擾發(fā)生概率；根據(jù)工頻干擾發(fā)生概率轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的工作狀態(tài)；根 據(jù)工作狀態(tài)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行干擾消除處理，以得到工頻干擾抑制后的輸出信號(hào)。
[0007] 結(jié)合第一方面的實(shí)現(xiàn)方式，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行工頻檢 測(cè)，獲取輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量，并根據(jù)工頻干擾存在累積量獲取輸入信號(hào)的工 頻干擾發(fā)生概率包括：根據(jù)輸入信號(hào)的采樣率和預(yù)設(shè)的工頻核心頻率獲得時(shí)域檢測(cè)間隔； 根據(jù)時(shí)域檢測(cè)間隔計(jì)算得出至少兩個(gè)的工頻干擾能量；獲取輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積 量；若連續(xù)Μ個(gè)工頻干擾能量的總和大于預(yù)設(shè)的第一閾值，則Μ個(gè)工頻干擾能量的總和與第 一閾值的比例，并與工頻干擾存在累積量相加，以更新輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量；將 工頻干擾存在累積量除于幀計(jì)數(shù)器的幀值，以得到輸入信號(hào)的工頻干擾發(fā)生概率；其中，Μ 為大于1的整數(shù)。
[0008] 結(jié)合第一方面至第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，根據(jù)工頻干擾發(fā)生概率轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的工作狀態(tài)包括：將工頻干擾發(fā)生概率的最大值 與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài)和比較結(jié)果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的工作 狀態(tài)；其中，在Κ個(gè)工頻干擾發(fā)生概率中，工頻干擾發(fā)生概率的最大值為Κ個(gè)工頻干擾發(fā)生 概率中最大的值，在一個(gè)工頻干擾發(fā)生概率中，工頻干擾發(fā)生概率的最大值為工頻干擾發(fā) 生概率，K為大于1的整數(shù)；工作狀態(tài)包括第一狀態(tài)、第二狀態(tài)、第三狀態(tài)、第四狀態(tài)以及第 五狀態(tài)，第一狀態(tài)為工頻干擾狀態(tài)；第二狀態(tài)為穩(wěn)定頻率的工頻干擾狀態(tài)；第三狀態(tài)為發(fā) 現(xiàn)干擾狀態(tài)；第四狀態(tài)為干擾頻率變化狀態(tài)；第五狀態(tài)為干擾消失狀態(tài)。
[0009] 結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將工頻干 擾發(fā)生概率的最大值與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài)和比較結(jié) 果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的工作狀態(tài)包括：當(dāng)前一幀的工作狀態(tài)為第一狀態(tài)時(shí)，若工頻干擾發(fā)生概率 的最大值小于第二概率閾值，則將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為第一狀態(tài)；若工頻干擾發(fā)生概 率的最大值大于或等于第二概率閾值，則將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第三狀態(tài)。
[0010] 結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將工頻干 擾發(fā)生概率的最大值與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài)和比較結(jié) 果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的工作狀態(tài)包括：當(dāng)前一幀的工作狀態(tài)為第二狀態(tài)時(shí)，若工頻干擾發(fā)生概率 的最大值小于第一概率閾值，則將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第五狀態(tài)；若工頻干擾發(fā)生概 率的最大值大于或等于第一概率閾值，則將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為第二狀態(tài)。
[0011] 結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將工頻干 擾發(fā)生概率的最大值與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài)和比較結(jié) 果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的工作狀態(tài)包括：當(dāng)前一幀的工作狀態(tài)為第二狀態(tài)時(shí)，若當(dāng)前幀的工頻干擾 頻率的最大值的序號(hào)與前一幀的工頻干擾頻率的最大值的序號(hào)相同，則將當(dāng)前幀的工作狀 態(tài)保持為第二狀態(tài)；若當(dāng)前幀的工頻干擾頻率的最大值的序號(hào)與前一幀的工頻干擾頻率的 最大值的序號(hào)不相同，則將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第四狀態(tài)。
[0012] 結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將工頻干 擾發(fā)生概率的最大值與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài)和比較結(jié) 果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的工作狀態(tài)包括：當(dāng)前一幀的工作狀態(tài)為第三狀態(tài)時(shí)，若漸入計(jì)數(shù)器的值為 零，則將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第二狀態(tài)；若漸入計(jì)數(shù)器的值不為零，將當(dāng)前幀的工作狀 態(tài)保持為第三狀態(tài)，并將漸入計(jì)數(shù)器的值減一。
[0013] 結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將工頻干 擾發(fā)生概率的最大值與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài)和比較結(jié) 果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的工作狀態(tài)包括：當(dāng)前一幀的工作狀態(tài)為第五狀態(tài)時(shí)，若漸出計(jì)數(shù)器的值為 零，則將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第一狀態(tài)；若漸出計(jì)數(shù)器的值不為零，將當(dāng)前幀的工作狀 態(tài)保持為第五狀態(tài)，并將漸出計(jì)數(shù)器的值減一。
[0014] 結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)工作 狀態(tài)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，以得到工頻干擾抑制后的輸出信號(hào)包括：當(dāng)工作狀態(tài)為第一狀 態(tài)時(shí)，將輸入信號(hào)直接輸出，以得到輸出信號(hào)；或當(dāng)工作狀態(tài)為第二狀態(tài)時(shí)，將輸入信號(hào)通 過濾波器濾波后獲得輸出信號(hào)。
[0015] 結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)工作 狀態(tài)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，以得到工頻干擾抑制后的輸出信號(hào)包括：當(dāng)工作狀態(tài)為第三狀 態(tài)時(shí)，將輸入信號(hào)通過濾波器濾波后獲得參考輸出信號(hào)，并對(duì)參考輸出信號(hào)進(jìn)行漸入處理 獲得輸出信號(hào)；或當(dāng)工作狀態(tài)為第四狀態(tài)時(shí)，將濾波器的濾波器系數(shù)切換到與工頻干擾發(fā) 生頻率對(duì)應(yīng)的濾波器系數(shù)后，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波后獲得輸出信號(hào)；或當(dāng)工作狀態(tài)為第五 狀態(tài)時(shí)，將輸入信號(hào)通過濾波器濾波后獲得參考輸出信號(hào)，并對(duì)參考輸出信號(hào)進(jìn)行漸出處 理獲得輸出信號(hào)。
[0016] 第二方面提供一種去除工頻干擾的裝置，其包括：檢測(cè)單元，用于接收輸入信號(hào)， 檢測(cè)單元對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行工頻檢測(cè)，獲取輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量，并根據(jù)工頻干 擾存在累積量獲取輸入信號(hào)的工頻干擾發(fā)生概率；狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元，用于根據(jù)工頻干擾發(fā)生 概率轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的工作狀態(tài)；干擾消除單元，用于根據(jù)工作狀態(tài)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行干擾消 除處理，以得到工頻干擾抑制后的輸出信號(hào)。
[0017] 結(jié)合第二方面的實(shí)現(xiàn)方式，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，檢測(cè)單元包括幀計(jì)數(shù)器， 檢測(cè)單元具體用于：檢測(cè)單元根據(jù)輸入信號(hào)的采樣率和預(yù)設(shè)的工頻核心頻率獲得時(shí)域檢測(cè) 間隔；檢測(cè)單元根據(jù)時(shí)域檢測(cè)間隔計(jì)算得出至少兩個(gè)的工頻干擾能量；檢測(cè)單元獲取輸入 信號(hào)的工頻干擾存在累積量；若連續(xù)Μ個(gè)工頻干擾能量的總和大于預(yù)設(shè)的第一閾值，則檢 測(cè)單元根據(jù)Μ個(gè)工頻干擾能量的總和與第一閾值的比例，并與工頻干擾存在累積量相加， 以更新輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量；檢測(cè)單元將工頻干擾存在累積量除于幀計(jì)數(shù)器的 幀值，以得到輸入信號(hào)的工頻干擾發(fā)生概率；其中，Μ為大于1的整數(shù)。
[0018] 結(jié)合第二方面至第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將工頻干擾發(fā)生概率的最大值與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù) 前一幀的工作狀態(tài)和比較結(jié)果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的工作狀態(tài)；其中，在Κ個(gè)工頻干擾發(fā)生概率中， 工頻干擾發(fā)生概率的最大值為Κ個(gè)工頻干擾發(fā)生概率中最大的值，在一個(gè)工頻干擾發(fā)生概 率中，工頻干擾發(fā)生概率的最大值為工頻干擾發(fā)生概率，Κ為大于1的整數(shù)；工作狀態(tài)包括 第一狀態(tài)、第二狀態(tài)、第三狀態(tài)、第四狀態(tài)以及第五狀態(tài)，第一狀態(tài)為工頻干擾狀態(tài)；第二 狀態(tài)為穩(wěn)定頻率的工頻干擾狀態(tài)；第三狀態(tài)為發(fā)現(xiàn)干擾狀態(tài)；第四狀態(tài)為干擾頻率變化狀 態(tài)；第五狀態(tài)為干擾消失狀態(tài)。
[0019] 結(jié)合第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)前一幀 的工作狀態(tài)為第一狀態(tài)時(shí)，若狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元判斷工頻干擾發(fā)生概率的最大值小于第二概率 閾值，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為第一狀態(tài)；若狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元判斷工頻干 擾發(fā)生概率的最大值大于或等于第二概率閾值，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換 為第三狀態(tài)。
[0020] 結(jié)合第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)前一幀 的工作狀態(tài)為第二狀態(tài)時(shí)，若狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元判斷工頻干擾發(fā)生概率的最大值小于第一概率 閾值，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第五狀態(tài)；若狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元判斷工頻干 擾發(fā)生概率的最大值大于或等于第一概率閾值，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持 為第二狀態(tài)。
[0021] 結(jié)合第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)前一幀 的工作狀態(tài)為第二狀態(tài)時(shí)，若狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元判斷當(dāng)前幀的工頻干擾頻率的最大值的序號(hào)與 前一幀的工頻干擾頻率的最大值的序號(hào)相同，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為 第二狀態(tài)；若狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元判斷當(dāng)前幀的工頻干擾頻率的最大值的序號(hào)與前一幀的工頻干 擾頻率的最大值的序號(hào)不相同，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第四狀態(tài)。
[0022] 結(jié)合第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，狀態(tài)轉(zhuǎn)換 單元包括漸入計(jì)數(shù)器，當(dāng)前一幀的工作狀態(tài)為第三狀態(tài)時(shí)，若漸入計(jì)數(shù)器的值為零，則狀態(tài) 轉(zhuǎn)換單元將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第二狀態(tài)；若漸入計(jì)數(shù)器的值不為零，狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元 將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為第三狀態(tài)，并將漸入計(jì)數(shù)器的值減一。
[0023] 結(jié)合第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，狀態(tài)轉(zhuǎn)換 單元包括漸出計(jì)數(shù)器，當(dāng)前一幀的工作狀態(tài)為第五狀態(tài)時(shí)，若漸出計(jì)數(shù)器的值為零，則狀態(tài) 轉(zhuǎn)換單元將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第一狀態(tài)；若漸出計(jì)數(shù)器的值不為零，狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元 將當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為第五狀態(tài)，并將漸出計(jì)數(shù)器的值減一。
[0024] 結(jié)合第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，干擾消除 單元包括濾波器，當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元輸出的工作狀態(tài)為第一狀態(tài)時(shí)，干擾消除單元將輸入信 號(hào)直接輸出，以得到輸出信號(hào)；或當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元輸出的工作狀態(tài)為第二狀態(tài)時(shí)，干擾消除 單元將輸入信號(hào)通過濾波器濾波后獲得輸出信號(hào)。
[0025] 結(jié)合第二方面的第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn) 換單元輸出的工作狀態(tài)為第三狀態(tài)時(shí)，干擾消除單元將輸入信號(hào)通過濾波器濾波后獲得參 考輸出信號(hào)，并對(duì)參考輸出信號(hào)進(jìn)行漸入處理獲得輸出信號(hào)；或當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元輸出的工 作狀態(tài)為第四狀態(tài)時(shí)，干擾消除單元將濾波器的濾波器系數(shù)切換到與工頻干擾發(fā)生頻率對(duì) 應(yīng)的濾波器系數(shù)后，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波后獲得輸出信號(hào)；或當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元輸出的工作 狀態(tài)為第五狀態(tài)時(shí)，干擾消除單元將輸入信號(hào)通過濾波器濾波后獲得參考輸出信號(hào)，并對(duì) 參考輸出信號(hào)進(jìn)行漸出處理獲得輸出信號(hào)。
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明通過對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行工頻 檢測(cè)，獲取輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量，并根據(jù)工頻干擾存在累積量獲取輸入信號(hào)的 工頻干擾發(fā)生概率，根據(jù)工頻干擾發(fā)生概率轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的工作狀態(tài)，根據(jù)工作狀態(tài)對(duì)輸 入信號(hào)進(jìn)行干擾消除處理，以得到工頻干擾抑制后的輸出信號(hào)，具有魯棒性高，能夠有效地 去除各類工頻干擾。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。其中：
[0028] 圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的去除工頻干擾裝置的示意圖；
[0029] 圖2是第一實(shí)施例中工頻干擾狀態(tài)機(jī)示意圖；
[0030] 圖3是第一實(shí)施例中多狀態(tài)工頻干擾消除器示意圖；
[0031] 圖4是第一實(shí)施例中雙自適應(yīng)濾波器不意圖；
[0032] 圖5是本發(fā)明第三實(shí)施例的去除工頻干擾裝置的示意圖；
[0033] 圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的去除工頻干擾方法的流程圖；
[0034] 圖7是本發(fā)明第二實(shí)施例的去除工頻干擾方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。基于本 發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性的勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036] 參閱圖1，圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的去除工頻干擾裝置的示意圖。本實(shí)施例所 揭示的去除工頻干擾的裝置10包括：檢測(cè)單元101、狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元102以及干擾消除單元 103。
[0037] 在本實(shí)施例中，檢測(cè)單元101接收輸入信號(hào)，并用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行工頻檢測(cè)，獲 取輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量HC，并根據(jù)工頻干擾存在累積量獲取輸入信號(hào)的工頻干 擾發(fā)生概率Prob (j)。狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元102與檢測(cè)單元101連接，以從檢測(cè)單元101獲取工 頻干擾發(fā)生概率Prob (j)，并根據(jù)工頻干擾發(fā)生概率Prob (j)轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的工作狀態(tài)。 干擾消除單元103與狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元102連接，以從狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元102獲取狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元102 輸出的工作狀態(tài)，并根據(jù)工作狀態(tài)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行干擾消除處理，以得到工頻干擾抑制后 的輸出信號(hào)。
[0038] 區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本實(shí)施例通過檢測(cè)單元101對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，得到 工頻干擾發(fā)生概率Prob (j)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元102根據(jù)工頻干擾發(fā)生概率Prob (j)轉(zhuǎn)換工作 狀態(tài)，干擾消除單元103根據(jù)工作狀態(tài)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，得到工頻干擾抑制后的輸出 信號(hào)，具有魯棒性高，能夠有效地去除各類工頻干擾。
[0039] 本發(fā)明還提供第二實(shí)施例的去除工頻干擾裝置，其在第一實(shí)施例所揭示的去除工 頻干擾裝置10的基礎(chǔ)上進(jìn)行詳細(xì)描述。本實(shí)施例所揭示的檢測(cè)單元101首先預(yù)設(shè)待檢測(cè)的 工頻核心頻率，用戶可以通過設(shè)定一個(gè)檢測(cè)頻率HmnmFreqs或則一組檢測(cè)頻率HmnmFreqs 來預(yù)設(shè)待檢測(cè)的工頻核心頻率。其中，在檢測(cè)頻率HmnmFreqs中還可以包括工頻核心頻率 的半頻率。在本實(shí)施例中，待檢測(cè)的工頻核心頻率設(shè)為50Hz和60Hz，工頻核心頻率的半頻 率分別為25Hz和30Hz，則檢測(cè)頻率HummFreqs={25, 50, 30, 60}，檢測(cè)頻率HummFreqs的個(gè) 數(shù)為N=4。
[0040] 在本實(shí)施例中，檢測(cè)單元101根據(jù)輸入信號(hào)的采樣率SRATE和工頻核心頻率獲得 待檢測(cè)的時(shí)域檢測(cè)間隔TaoX。其中，工頻核心頻率為檢測(cè)頻率HummFreqs，采樣率SRATE、檢 測(cè)頻率HmnmFreqs以及時(shí)域檢測(cè)間隔TaoX滿足以下關(guān)系：
[0041] TaoX = SRATE/HummFreqs (1)
[0042] 其中，采樣率SRATE=8000，將HummFreqs={25,50,30,60}代入式（l)中，可得時(shí)域 檢測(cè)間隔，為了便于實(shí)現(xiàn)，若得到的時(shí)域檢測(cè)間隔為非整數(shù)，則進(jìn)行四舍五入，最終得到時(shí) 域檢測(cè)間隔 TaoX={320, 160, 267, 133}。
[0043] 在本實(shí)施例中，檢測(cè)單元101還根據(jù)輸入信號(hào)的采樣率SRATE和最小檢測(cè)頻率 MIN-HF計(jì)算輸入信號(hào)的最大時(shí)域檢測(cè)間隔ΤΑ0ΜΑΧ，滿足以下關(guān)系：
[0044] ΤΑ0ΜΑΧ = SRATE/MIN-HF (2)
[0045] 其中，最小檢測(cè)頻率MIN-HF=25,并將采樣率SRATE=8000代入式（2)，可得最大時(shí) 域檢測(cè)間隔TA0MAX=320。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也可以在得到 的時(shí)域檢測(cè)間隔TaoX中搜索最大值，即為最大時(shí)域檢測(cè)間隔ΤΑ0ΜΑΧ。
[0046] 在本實(shí)施例中，檢測(cè)單元101還包括更新緩存數(shù)據(jù)BuffDet。檢測(cè)單元101對(duì)輸入 信號(hào)進(jìn)行分幀處理，并根據(jù)每幀輸入信號(hào)對(duì)緩存數(shù)據(jù)BufTDet進(jìn)行更新。檢測(cè)單元101根 據(jù)最大時(shí)域檢測(cè)間隔ΤΑ0ΜΑΧ和緩存數(shù)據(jù)BuffDet計(jì)算得出最大時(shí)域檢測(cè)間隔ΤΑ0ΜΑΧ內(nèi)的 時(shí)域能量E0,滿足以下關(guān)系：
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 一種去除工頻干擾的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： 接收輸入信號(hào)，對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行工頻檢測(cè)，獲取所述輸入信號(hào)的工頻干擾存在累 積量，并根據(jù)所述工頻干擾存在累積量獲取所述輸入信號(hào)的工頻干擾發(fā)生概率； 根據(jù)所述工頻干擾發(fā)生概率轉(zhuǎn)換所述輸入信號(hào)的工作狀態(tài)； 根據(jù)所述工作狀態(tài)對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行干擾消除處理，以得到工頻干擾抑制后的輸出 信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行工頻檢測(cè)，獲取 所述輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量，并根據(jù)所述工頻干擾存在累積量獲取所述輸入信號(hào) 的工頻干擾發(fā)生概率包括： 根據(jù)所述輸入信號(hào)的采樣率和預(yù)設(shè)的工頻核心頻率獲得時(shí)域檢測(cè)間隔； 根據(jù)所述時(shí)域檢測(cè)間隔計(jì)算得出至少兩個(gè)的工頻干擾能量； 獲取所述輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量； 若連續(xù)Μ個(gè)所述工頻干擾能量的總和大于預(yù)設(shè)的第一閾值，則Μ個(gè)所述工頻干擾能量 的總和與所述第一閾值的比例，并與所述工頻干擾存在累積量相加，以更新所述輸入信號(hào) 的工頻干擾存在累積量； 將所述工頻干擾存在累積量除于幀計(jì)數(shù)器的幀值，以得到所述輸入信號(hào)的工頻干擾發(fā) 生概率；其中，Μ為大于1的整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任意之一所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述工頻干擾發(fā)生 概率轉(zhuǎn)換所述輸入信號(hào)的工作狀態(tài)包括： 將所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的 工作狀態(tài)和所述比較結(jié)果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的工作狀態(tài)； 其中，在Κ個(gè)所述工頻干擾發(fā)生概率中，所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值為所述Κ個(gè)工 頻干擾發(fā)生概率中最大的值，在一個(gè)所述工頻干擾發(fā)生概率中，所述工頻干擾發(fā)生概率的 最大值為所述工頻干擾發(fā)生概率，Κ為大于1的整數(shù)；所述工作狀態(tài)包括第一狀態(tài)、第二狀 態(tài)、第三狀態(tài)、第四狀態(tài)以及第五狀態(tài)，所述第一狀態(tài)為工頻干擾狀態(tài)；所述第二狀態(tài)為穩(wěn) 定頻率的工頻干擾狀態(tài)；所述第三狀態(tài)為發(fā)現(xiàn)干擾狀態(tài)；所述第四狀態(tài)為干擾頻率變化狀 態(tài)；所述第五狀態(tài)為干擾消失狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述將所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值 與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài)和所述比較結(jié)果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的 工作狀態(tài)包括： 當(dāng)所述前一幀的工作狀態(tài)為所述第一狀態(tài)時(shí)，若所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值小于 所述第二概率閾值，則將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為所述第一狀態(tài)；若所述工頻干擾發(fā) 生概率的最大值大于或等于所述第二概率閾值，則將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第 三狀態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述將所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值 與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài)和所述比較結(jié)果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的 工作狀態(tài)包括： 當(dāng)所述前一幀的工作狀態(tài)為所述第二狀態(tài)時(shí)，若所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值小于 所述第一概率閾值，則將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第五狀態(tài)；若所述工頻干擾發(fā) 生概率的最大值大于或等于所述第一概率閾值，則將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為所述第 二狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述將所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值 與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài)和所述比較結(jié)果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的 工作狀態(tài)包括： 當(dāng)所述前一幀的工作狀態(tài)為所述第二狀態(tài)時(shí)，若當(dāng)前幀的所述工頻干擾頻率的最大值 的序號(hào)與前一幀的所述工頻干擾頻率的最大值的序號(hào)相同，則將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保 持為所述第二狀態(tài)；若當(dāng)前幀的所述工頻干擾頻率的最大值的序號(hào)與前一幀的所述工頻干 擾頻率的最大值的序號(hào)不相同，則將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第四狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述將所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值 與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài)和所述比較結(jié)果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的 工作狀態(tài)包括： 當(dāng)所述前一幀的工作狀態(tài)為所述第三狀態(tài)時(shí)，若漸入計(jì)數(shù)器的值為零，則將所述當(dāng)前 幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第二狀態(tài)；若漸入計(jì)數(shù)器的值不為零，將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài) 保持為所述第三狀態(tài)，并將所述漸入計(jì)數(shù)器的值減一。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述將所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值 與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài)和所述比較結(jié)果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的 工作狀態(tài)包括： 當(dāng)所述前一幀的工作狀態(tài)為所述第五狀態(tài)時(shí)，若漸出計(jì)數(shù)器的值為零，則將所述當(dāng)前 幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第一狀態(tài)；若所述漸出計(jì)數(shù)器的值不為零，將所述當(dāng)前幀的工作 狀態(tài)保持為所述第五狀態(tài)，并將所述漸出計(jì)數(shù)器的值減一。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述工作狀態(tài)對(duì)所述輸入信號(hào) 進(jìn)行處理，以得到工頻干擾抑制后的輸出信號(hào)包括： 當(dāng)所述工作狀態(tài)為所述第一狀態(tài)時(shí)，將所述輸入信號(hào)直接輸出，以得到所述輸出信 號(hào)； 或當(dāng)所述工作狀態(tài)為所述第二狀態(tài)時(shí)，將所述輸入信號(hào)通過濾波器濾波后獲得所述輸 出信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述工作狀態(tài)對(duì)所述輸入信號(hào) 進(jìn)行處理，以得到工頻干擾抑制后的輸出信號(hào)包括： 當(dāng)所述工作狀態(tài)為所述第三狀態(tài)時(shí)，將所述輸入信號(hào)通過濾波器濾波后獲得參考輸出 信號(hào)，并對(duì)所述參考輸出信號(hào)進(jìn)行漸入處理獲得所述輸出信號(hào)； 或當(dāng)所述工作狀態(tài)為所述第四狀態(tài)時(shí)，將濾波器的濾波器系數(shù)切換到與所述工頻干擾 發(fā)生頻率對(duì)應(yīng)的濾波器系數(shù)后，對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行濾波后獲得所述輸出信號(hào)； 或當(dāng)所述工作狀態(tài)為所述第五狀態(tài)時(shí)，將所述輸入信號(hào)通過所述濾波器濾波后獲得所 述參考輸出信號(hào)，并對(duì)所述參考輸出信號(hào)進(jìn)行漸出處理獲得所述輸出信號(hào)。
11. 一種去除工頻干擾的裝置，其特征在于，包括： 檢測(cè)單元，用于接收輸入信號(hào)，所述檢測(cè)單元對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行工頻檢測(cè)，獲取所述 輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量，并根據(jù)所述工頻干擾存在累積量獲取所述輸入信號(hào)的工 頻干擾發(fā)生概率； 狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元，用于根據(jù)所述工頻干擾發(fā)生概率轉(zhuǎn)換所述輸入信號(hào)的工作狀態(tài)； 干擾消除單元，用于根據(jù)所述工作狀態(tài)對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行干擾消除處理，以得到工 頻干擾抑制后的輸出信號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述檢測(cè)單元包括幀計(jì)數(shù)器，所述檢測(cè) 單元具體用于： 所述檢測(cè)單元根據(jù)所述輸入信號(hào)的采樣率和預(yù)設(shè)的工頻核心頻率獲得時(shí)域檢測(cè)間 隔； 所述檢測(cè)單元根據(jù)所述時(shí)域檢測(cè)間隔計(jì)算得出至少兩個(gè)的工頻干擾能量； 所述檢測(cè)單元獲取所述輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量； 若連續(xù)Μ個(gè)所述工頻干擾能量的總和大于預(yù)設(shè)的第一閾值，則所述檢測(cè)單元根據(jù)Μ個(gè) 所述工頻干擾能量的總和與所述第一閾值的比例，并與所述工頻干擾存在累積量相加，以 更新所述輸入信號(hào)的工頻干擾存在累積量； 所述檢測(cè)單元將所述工頻干擾存在累積量除于所述幀計(jì)數(shù)器的幀值，以得到所述輸入 信號(hào)的工頻干擾發(fā)生概率；其中，Μ為大于1的整數(shù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10-11任意之一所述的裝置，其特征在于，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將所 述工頻干擾發(fā)生概率的最大值與預(yù)設(shè)的第二概率閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)前一幀的工作狀態(tài) 和所述比較結(jié)果轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀的工作狀態(tài)；其中，在Κ個(gè)所述工頻干擾發(fā)生概率中，所述工頻 干擾發(fā)生概率的最大值為所述Κ個(gè)工頻干擾發(fā)生概率中最大的值，在一個(gè)所述工頻干擾發(fā) 生概率中，所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值為所述工頻干擾發(fā)生概率，Κ為大于1的整數(shù)； 所述工作狀態(tài)包括第一狀態(tài)、第二狀態(tài)、第三狀態(tài)、第四狀態(tài)以及第五狀態(tài)，所述第一狀態(tài) 為工頻干擾狀態(tài)；所述第二狀態(tài)為穩(wěn)定頻率的工頻干擾狀態(tài)；所述第三狀態(tài)為發(fā)現(xiàn)干擾狀 態(tài)；所述第四狀態(tài)為干擾頻率變化狀態(tài)；所述第五狀態(tài)為干擾消失狀態(tài)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述前一幀的工作狀態(tài)為所述第一 狀態(tài)時(shí)，若所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元判斷所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值小于所述第二概率閾 值，則所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為所述第一狀態(tài)；若所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換 單元判斷所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值大于或等于所述第二概率閾值，則所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換 單元將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第三狀態(tài)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述前一幀的工作狀態(tài)為所述第二 狀態(tài)時(shí)，若所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元判斷所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值小于所述第一概率閾 值，則所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第五狀態(tài)；若所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換 單元判斷所述工頻干擾發(fā)生概率的最大值大于或等于所述第一概率閾值，則所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換 單元將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為所述第二狀態(tài)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述前一幀的工作狀態(tài)為所述第二 狀態(tài)時(shí)，若所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元判斷當(dāng)前幀的所述工頻干擾頻率的最大值的序號(hào)與前一幀的 所述工頻干擾頻率的最大值的序號(hào)相同，則所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保 持為所述第二狀態(tài)；若所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元判斷當(dāng)前幀的所述工頻干擾頻率的最大值的序號(hào) 與前一幀的所述工頻干擾頻率的最大值的序號(hào)不相同，則所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將所述當(dāng)前幀 的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第四狀態(tài)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元包括漸入計(jì)數(shù)器，當(dāng) 所述前一幀的工作狀態(tài)為所述第三狀態(tài)時(shí)，若所述漸入計(jì)數(shù)器的值為零，則所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換 單元將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第二狀態(tài)；若漸入計(jì)數(shù)器的值不為零，所述狀態(tài) 轉(zhuǎn)換單元將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為所述第三狀態(tài)，并將所述漸入計(jì)數(shù)器的值減一。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元包括漸出計(jì)數(shù)器，當(dāng) 所述前一幀的工作狀態(tài)為所述第五狀態(tài)時(shí)，若所述漸出計(jì)數(shù)器的值為零，則所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換 單元將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第一狀態(tài)；若所述漸出計(jì)數(shù)器的值不為零，所述 狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將所述當(dāng)前幀的工作狀態(tài)保持為所述第五狀態(tài)，并將所述漸出計(jì)數(shù)器的值減 〇
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述干擾消除單元包括濾波器，當(dāng)所述 狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元輸出的工作狀態(tài)為所述第一狀態(tài)時(shí)，所述干擾消除單元將所述輸入信號(hào)直接 輸出，以得到所述輸出信號(hào)； 或當(dāng)所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元輸出的工作狀態(tài)為所述第二狀態(tài)時(shí)，所述干擾消除單元將所述 輸入信號(hào)通過所述濾波器濾波后獲得所述輸出信號(hào)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元輸出的工作狀態(tài) 為所述第三狀態(tài)時(shí)，所述干擾消除單元將所述輸入信號(hào)通過所述濾波器濾波后獲得參考輸 出信號(hào)，并對(duì)所述參考輸出信號(hào)進(jìn)行漸入處理獲得所述輸出信號(hào)； 或當(dāng)所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元輸出的工作狀態(tài)為所述第四狀態(tài)時(shí)，所述干擾消除單元將所述 濾波器的濾波器系數(shù)切換到與所述工頻干擾發(fā)生頻率對(duì)應(yīng)的濾波器系數(shù)后，對(duì)所述輸入信 號(hào)進(jìn)行濾波后獲得所述輸出信號(hào)； 或當(dāng)所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元輸出的工作狀態(tài)為所述第五狀態(tài)時(shí)，所述干擾消除單元將所述 輸入信號(hào)通過所述濾波器濾波后獲得所述參考輸出信號(hào)，并對(duì)所述參考輸出信號(hào)進(jìn)行漸出 處理獲得所述輸出信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04B15/00GK104158599SQ201310177290
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月14日
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