利用改进阈值的平移不变量小波处理FBG传感信号

噪声是影响光纤布拉格光栅(FBG)传感系统精确解调中心波长的一种重要因素。小波变换因 具有良好的时频特性和多分辨率特性而去噪性能较好。本文通过分 析小波传统软、硬阈值去噪方法,发现它们存在影响系统的测量精度缺陷,并且其函数表达 式有难以确定的可调因子。提出一种不含调节因子的改进阈值函数并将这种改进阈值与平 移不变量(TI)小波 去噪法相结合处理FBG传感信号噪声,以提高传统小波去噪法的去噪效果。对FBG模 拟信号与实验信号去噪,结 果表明,采用基于改进阈值的TI小波能处理不同FBG含噪(从5dB到40dB)信号,且获得最 好的信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)性能。与传统 软阈值去噪法相比,信噪比平均提高3dB,与参考的改进阈值去噪法相比,信噪比平均提 升2dB,满足提高FBG传感系统测量精度的要求。     

双模噪声背景下自适应小波阈值去噪

在分析双模噪声模型统计特性的基础上提出自适应小波阈值算法。新算法中设计改进的阈值函数和控制函数,克服了传统硬、软阈值法的不足,并且自适应得到最佳控制因子。该算法对加入双模噪声的信号进行闭环反馈处理：小波分解、阈值量化处理、小波逆变换重构信号、控制函数寻优。Matlab 2012 a仿真结果表明,该算法相对于传统硬、软阈值法,去噪图形曲线清晰、光滑、连续性好,信噪比分别提高9 dB和4 dB。在双模噪声背景下,自适应小波阈值去噪有效、可行,拓展了小波阈值算法的应用。     

用于光纤传感的改进变分模态分解-DWT算法北大核心CSCD

大容量FBG传感网络解调系统中,信号去噪是影响FBG传感系统精确解调的重要因素。为了提高解调精度,本文提出一种以改进变分模态分解结合可调节半软阈值方法用于处理光纤信号。变分模态分解(VMD)将输入的信号分解为给定数量K个固有模态数(IMF),设置错误的K值会导致性能下降。本文在VMD的基础上添加4条约束条件,使其自适应的选取K值并减少了VMD的计算量,然后用新阈值函数进行去噪处理,最后通过温度测试实验,得到波长与温度的线性相关系数,评估性能与应用价值。实验结果表明,本文函数在连续性以及信号还原度均取得良好的效果。信噪比(SNR)相比于传统软、硬阈值平均提升了6.0162 dB、13.0003 dB,均方根误差(RMSE)平均降低了0.0442、0.1487。温度测试实验中温度与波长的线性相关系数为0.9992,能满足实际工程需求。     

一种改进的小波阈值去噪法

基于小波变换的阈值去噪法是去除数字信号中白噪声的有效算法,其中阈值函数的选择关系着重构信号的连续性和精度。但是硬阈值函数在阈值点具有不连续性,软阈值函数中估计的小波系数与信号的小波信号间存在恒定偏差的缺陷,这些缺点限制了阈值去噪法的进一步应用。将硬阈值和软阈值函数进行加权平均,选取适当的权值函数,可以构造出一种克服了软硬阈值缺点的新的阈值函数。仿真结果表明,该方法具有较好的去噪效果。     

小波阈值函数优化算法在金属零件上的应用

针对传统硬阈值函数在阈值处不连续、传统软阈值函数中小波系数与小波估计系数之间存在恒定偏差的问题,提出一种优化新型阈值函数的图像去噪算法.本文所提算法不仅对高频噪声进行有效去噪,而且兼顾低频分量,从低频分量中提取少量细节信息,从而提高原图像和重构图像的相似度,之后再对重构图像进行中值滤波.仿真结果表明,相比于传统的软、硬阈值函数,采用本文优化后的阈值函数进行图像去噪,不仅主观上视觉效果更好,而且峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)值增加了约7 db,结构相似性(Structural Similarity, SSIM)增加了约0.1,均方误差(Mean Square Error, MSE)降低了76%.此外,对含高密度椒盐噪声的图像进行优化阈值函数和加权均值滤波相结合的算法去噪后,仿真结果与单一阈值函数去噪相比,峰值信噪比增加了约5%,均方误差降低了约5.5%,结构相似性增加了约0.1.     

基于小波分析的振动信号阈值去噪新方法

传统的软、硬阈值去噪方法在去噪前后小波系数之间分别存在恒定偏差和阈值函数不连续等缺点,达不到对信号去噪的理想效果。针对软、硬阈值函数的优缺点,提出了一种新的阈值去噪函数。在 Matlab 环境下分别使用3种阈值函数进行去噪实验,对比由3种方法得到的信噪比及均方误差。仿真结果表明,该函数不但具有很好的连续性,而且显著减小了软、硬阈值函数中估计小波系数与真实小波系数间存在的恒定偏差,证实了新阈值函数更加灵活,能更好地消除白噪声干扰。     

改善FBG含噪信号的小波阈值自寻优方法

光纤布拉格光栅(FBG)传感系统的关键是精确 解调中心波长,噪声是影响解调中心波长的主要因 素。为了消除噪声,获取真实的传感信号,本文研究了非线性去噪 法。非线性去 噪通常的方法采用小波阈值去噪。小波阈值去噪的核心是阈值函数及其阈值的选取。首先, 分析了传 统的阈值函数和阈值选取存在的问题,改进了自寻优阈值选取策略;其次,提出了折中法阈 值函数中系数 a(调节因子)的最优值选取方法。仿真和实验结果表明:随着a的取值不同,会 获得不同的信噪比(SNR),但a在 0.40～0.45范围内分别平均变化的去噪效果较好;与传 统软硬阈值去噪法相比,SNR提高了2～4dB,均方差(MSE)分别平均降低了0.2～0.5 ;与参考的改进阈值去噪法相比,SNR提升了1dB,MSE降低了0.1。本文方法优于文献中提到的阈值函数的去噪效果,处理含噪信号能获得较好 的SNR和MSE性能,而且方法简单。     

一种改进的小波阈值去噪算法

为了有效滤除信号中的噪声,在提出的软、硬阈值函数去噪方法的基础上,结合已有的改进小波阈值去噪算法,新构造一种小波阈值函数。文中新构造的阈值函数结合软、硬阈值函数的优点,有较好的降噪效果和灵活性。通过Matlab仿真对比几种算法的信噪比(SNR)和均方误差(MSE)去噪指标,结果表明,新构造阈值函数的去噪指标优于传统阈值函数,具有一定的实用价值。     

基于一种新阈值函数的小波阈值去噪方法研究

在分析了D.L.Donoho提出的硬阈值、软阈值小波去噪算法存在问题的基础上,构造了一个新阈值函数。新阈值函数的小波阈值去噪方法克服了硬阈值函数不连续的缺点,解决了软阈值函数中存在恒定偏差的问题。仿真实验结果表明,该方法可以有效地去除白噪声干扰,在信噪比和均方误差等方面均优于常用的软、硬阈值及改进的软硬阈值折中算法,去噪后的信号与原始信号的近似性也较好,充分体现出小波阈值去噪方法的优越性。     

一种改进的小波阈值函数去噪方法

针对传统小波阈值去噪算法中软阈值函数和硬阈值函数的不足,在现有文献设计的阈值函数的基础上,构造一个新的阈值函数,它不仅能克服软、硬阈值函数的缺点,同时对噪声的处理更具有灵活性。通过Matlab仿真,对软、硬阈值函数以及本文构造阈值函数的去噪效果,在信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)两个方面进行对比。结果表明,本文提出的阈值函数在信号去噪处理中,能获得更高的信噪比以及更小的均方根误差,具有很好的降噪效果。     

遗传算法优化小波阈值对水质光谱数据的去噪研究

针对紫外-可见光谱法水质检测系统易受到仪器本身和外界环境的噪声干扰, 所测得的光谱数据存在大量系 统和杂散光噪声的问题, 在对紫外-可见光谱法水质检测系统的噪声源分析的基础上提出将遗传算法应用于小波阈值 优化的去噪方法, 并与小波软阈值、 SG 平滑和中值滤波方法进行了对比。为评价去噪效果, 对同一浓度的邻苯二甲 酸氢钾标液的紫外-可见光谱数据进行去噪实验。在采用遗传算法选取小波最优阈值对标液进行去噪处理的同时, 还 采用传统小波软阈值去噪、 SG 平滑和中值滤波去噪作为对比。为验证该算法的实际可行性, 进一步用这四种方法对 某地排水沟和某污水处理厂排水口的实际水样光谱进行去噪处理。实验结果表明: 基于遗传算法的小波阈值去噪效 果良好, 相较于传统的小波软阈值去噪、 SG 平滑和中值滤波的方法, 信噪比分别提高了 2.2994、 5.7066、 2.6155 dB, 均方根误差分别减小了 0.0028、 0.0087、 0.0033, 峰值信噪比分别提高了 2.0837、 5.2569、 2.7375 dB。基于遗传算法 的小波阈值去噪算法不仅抑制了光谱数据中的噪声, 同时也提高了系统精度, 为紫外-可见光谱法水质光谱去噪处理提 供了一种新的解决办法。     

图像小波阈值去噪算法研究

图像去噪的目的是在满足最小均方误差准则的条件下,将原始图像从观测到的含噪图像中还原出来.在Dohono提出的多分辨率分析小波阈值去噪的基础上,对阈值函数进行了改进.实验结果表明:与传统软阈值和硬阈值函数相比,改进的阈值函数通过调整参数的取值,可以取得较好的去噪效果,证明了在多数情况下,传统阈值函数并不能达到最佳的去噪效果.     

基于小波包的阈值语音去噪算法研究

传统的小波阈值去噪算法会不可避免地造成有用语音信号的损失,达不到很高的信噪比。基于Donoho提出的传统阈值去噪方法,提出了一种新的阈值函数,该闽值函数结合了软阈值函数和灿律阈值函数的优点,不仅克服了硬阈值函数不连续的缺点,而且解决了软阈值函数存在的恒定偏差。实验仿真表明,新阈值函数的语音去噪方法无论在听觉效果上,还是信噪比指标上均明显优于传统的硬、软阈值方法。     

自适应阈值函数小波算法的电机振动信号去噪

通常采集的电机振动信号中都含有噪声成分,一般采用小波阈值去噪处理可以达到理想的效果,但是传统软、硬阈值函数存在恒定偏差或不连续等缺点,不能很好的保留有用信息。针对这一问题,文中提出了随分解层数自适应且具有调整参数的阈值函数。改进的小波阈值函数连续、可微且具有渐进性,通过遗传算法做调整参数寻优,在保留大部分原始信号的基础上进行去噪,使得新的小波去噪算法在保留有用信息与去除噪声之间有较好的平衡性。实验中将该方法应用于所采集的电机振动信号,结果显示,该方法具有更高的信噪比与较低的均方根误差,能够更好的滤除噪声,保留原信号的有用信息。     

小波去噪在超声多普勒信号处理中的应用

在超声多普勒流量计的研制过程中,由于多普勒信号属于微弱信号,超声波回波信号的去噪处理这一步是十分必要的。通常采用小波阈值去噪的方法对此信号进行预处理,本文所采用的方法是在小波阈值去噪方法的基础上,利用一种改进的阈值函数,此阈值函数克服了硬阈值函数不连续的不足,继承了软阈值函数的连续性特点,并且解决了软阈值函数中存在的小波系数与分解小波系数之间存在着恒定偏差的缺陷,与此同时,它具有软硬阈值函数不可比拟的灵活性。对实验所获得的超声波回波信号进行去噪,仿真结果表明,采用新的阈值函数去噪能有效抑制在信号奇异点附近产生的Pseudo-Gibbs现象,并且从信噪比增益和均方误差意义上分析看出改进型阈值函数对于超声回波信号的去噪效果均优于传统的软、硬阈值方法。     

基于Matlab的小波去噪算法研究

小波阈值去噪是通过小波变换技术将含噪信号分解及重构,通过一个阈值限定小波分解后的小波系数来去除噪声的方法。在小波分析域中分析了传统的软阈值法和硬阈值去噪方法的特点,同时指出传统分析法中存在的缺点,提出了软硬阈值折衷的去噪方法。采用雷达信号用Matlab对去噪效果进行仿真,证明了改进方法的去噪效果优于单纯的软阈值与硬阈值方法。     

基于改进小波阈值去噪和CEEMDAN-HT融合的谐波检测技术

针对电网环境噪声导致自适应噪声的CEEMDAN谐波检测精度低的问题,文中提出了一种基于改进小波阈值去噪和CEEMDAN-HT融合的谐波检测技术。利用修正因子T_j自适应调整阈值,通过可调参数τ调节阈值函数软、硬特性,并将改进的小波阈值去噪方法应用于谐波信号的预处理。经预处理的信号再进行CEEMDAN分解,可有效抑制模态混叠束缚。运用相关度判据去除虚假分量,并利用Hilbert变换解调包含谐波特征的分量,准确提取其幅频信息。经MATLAB仿真可知,改进小波阈值去噪与CEEMDAN-HT的融合算法可将稳态谐波检测平均误差被控制在1%以下,暂态谐波检测平均误差被控制在2.1%以下,呈现出良好的抗噪性能。