空气耦合超声信号的小波阈值滤噪试验研究

穿透式空气耦合超声检测中,由于较低声波透射率、激励接收系统噪声及声波在介质中的散射噪声导致接收信号信噪比较低,小波阈值滤噪技术在解决上述问题时面临小波基、分解层数及阈值函数的选取难题。基于小波分析的基本原理,以单因素分析方法开展小波阈值滤噪试验研究。选择不同小波族(Daubechies,Symlet和Coiflet)中的小波基、小波分解层数(4～8层)及阈值函数(软阈值及改进阈值函数)对实际含噪超声信号进行小波阈值滤噪处理,并通过对比滤噪信号的信噪比及频谱特性得出不同参数对滤噪效果的影响。结果表明,选择Coiflet小波族中的小波基能获得具有更高信噪比及透射信号幅值的滤噪信号;分解层数越高,滤噪信号的信噪比越高,但增长趋势渐趋稳定;阈值函数对滤噪性能的影响并不十分显著,一般采用软阈值函数或改进阈值函数就能获得良好滤噪效果。     

凸轮廓线反求信号的小波包去噪研究

凸轮廓线反求时,测量噪声严重影响了反求的精度和廓线的光顺等。利用小波包分析,选用合适的小波基函数、分解层数、去噪阈值和阈值量化方法可有效去除噪声。通过把五次多项式叠加白噪声作为原始的凸轮廓线含噪信号,应用MATLAB软件进行去噪仿真试验,结果表明:选择coif2小波基函数、分解层数取1和选用启发式阈值软阈值去噪,去噪效果最好;小波包去噪效果优于小波去噪,得出了小波包去噪的一般步骤和重要参数的选取方法。     

轴系轮廓重构信号的CEEMDAN—小波阈值去噪方法

针对轴系回转过程中动不平衡引起的位移误差信号含噪问题,提出自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)—小波阈值去噪的轴系轮廓重构模型。采用CEEMDAN对位移信号进行分解得到各阶本证模态函数(IMF),采用相关性分析提取含噪的IMF分量,并对其进行小波阈值去噪,与经验模态分析EMD—小波阈值去噪方法进行比较,最后将提纯后的信号进行重构。模拟仿真表明,去噪后的信号不仅保持了原有信号的特征,并且有效去除了噪声。将去噪后的信号输入到重构轮廓模型进行试验,结果表明,去噪后分离的单个截面回转误差准确度提高了0.05μm,圆度误差准确度提高了0.0703μm。     

基于最优小波基的电机故障信号特征提取研究

小波变换去噪中最关键的问题是最优小波基的选取,使其能够将噪声从原始信号中分离出来。针对电机故障的特点,提出了一种基于信号的最优小波基选取方法。将信号小波变换的能量阈值曲线作为小波基函数的适用性评价指标。通过训练神经网络,选取适合该信号的最优小波基,最后采用平移不变量(TI)小波阈值法实现信号去噪。在此基础上对750W化纤电机进行了测试,实验结果表明,该方法能准确找出适合特定信号的最优小波基。训练后的神经网络可直接用于其它类型电机的信号去噪处理,具有实用价值。     

基于小波分析的MEMS陀螺仪信号降噪算法研究

MEMS陀螺仪由于制造工艺比较简单,故在性能上存在精度低、噪声高、误差大等问题。为了获得精确的陀螺仪信号,采用了小波阈值降噪法对MEMS陀螺仪的输出数据进行实时消噪处理。围绕选择最优小波基、最佳分解层数和阈值函数等方法对陀螺仪信号进行降噪,并通过MATLAB进行仿真分析。仿真结果表明,采用小波降噪误差减小了近73.95%,肯定了小波阈值去噪方法在MEMS陀螺仪噪声处理中的理想效果。     

静电放电能量耦合建模数据的小波去噪

为提高静电放电能量耦合模型的精度,使用小波阈值去噪法对采集到的信号进行处理。选用db系列小波作为小波基函数,根据信号的频谱宽度确定小波阶次,使用启发式阈值原则和软阈值处理方式,通过不同分解层数下去噪效果的对比,最终确定分解层数。结果表明小波去噪法能够有效地去除静电放电信号的噪声,且信号失真小、保留了信号的高频细节。     

一种新的小波阈值函数去噪算法

小波阈值去噪算法是一种经典的振动信号去噪算法,但仍有一定局限性。为了更好地消除噪声对被测振动信号的干扰,提取信号的有用成分,本文对比分析了几种不同小波阈值去噪算法,并在经典小波阈值去噪算法的基础上改进了阈值函数,提出了一种新的小波阈值去噪算法。对模拟信号及实测风机振动信号进行去噪处理并分别与经典及改进的小波阈值去噪效果进行定量比较。结果表明:新的小波阈值函数更好地抑制了噪声污染和保持信号细节,有效地消除了背景噪声,提高了信号特征的可分离性,具有较高的实用价值。     

一种新的小波自适应阈值函数振动信号去噪算法

小波阈值去噪算法是一种经典的振动信号去噪算法,但仍有一定局限性。为了更好地消除噪声对被测振动信号的干扰,提取信号的有用成分,本文对比分析了几种不同小波阈值去噪算法,并在经典小波阈值去噪算法的基础上改进了阈值函数,提出了一种新的小波阈值去噪算法。对模拟信号及实测风机振动信号进行去噪处理并分别与经典及改进的小波阈值去噪效果进行定量比较。结果表明:新的小波阈值函数更好地抑制了噪声污染和保持信号细节,有效地消除了背景噪声,提高了信号特征的可分离性,具有较高的实用价值。     

一种新阈值函数的小波变换在心音去噪中的设计

为了解决传统小波阈值函数在心音去噪中存在噪声滤除不完全、去噪信号不连续、震荡,去噪的同时滤除了过多的细节信息等问题。提出了一种新阈值函数的Db6小波变换心音去噪方法。通过调整参数m来调整阈值函数,使得心音信号在小波变换细尺度上去除噪声并且尽可能的保留细节系数。然后用无偏估计优化选取方法选取阈值函数的最优阈值。仿真结果分析表明:该方法克服了传统阈值函数的缺陷,信号的信噪比(Signal-Noise Ratio,SNR)提高了20%和根均方误差(Root Mean Square Error,RMSE)提高了32.5%。     

小波阈值去噪在深小孔钻削声发射信号处理中的应用

深小孔钻削声发射信号中往往夹杂着大量噪声信号,能否有效去除这些噪声对后续利用声发射信号实现钻头状态的在线监测具有重要意义。针对深小孔钻削声发射信号中存在噪声的问题,文章采用了小波阈值法进行去噪,并详细讨论了小波阈值去噪过程中各参数的选定方法和最优选取原则。对深小孔钻削声发射信号进行去噪对比实验,结果表明:在选取4层小波分解、Sym6小波基函数、rigrsure阈值以及改进的渐进半软阈值函数去噪时,获得的信号的信噪比最大为23. 616 8,均方根值最小为0. 112 8。说明其有效去除了声发射信号中的噪声,同时又很好地保存了信号的完整度,避免信号失真,显著改善了去噪效果。     

海洋可控源电磁数据的新型小波基消噪方法

海洋可控源电磁(MCSEM)信号极易受到多种噪声的干扰,从而影响后期数据的反演解释精度。基于小波技术的降噪理论和方法已被广泛应用于MCSEM信号的消噪领域,但小波基均为通用小波基,消噪效果有待提升,提出了构造专用于MCSEM信号的新型小波基。首先,通过粒子群优化算法(PSO),以新型小波函数与MCSEM信号的平均相似度作为约束条件,迭代求解滤波器组的最优系数;然后利用得到的系数构造新型小波基。其次,针对深海勘探中的海水扰动噪声,设计了基于新型小波基消噪方法,并利用仿真的含噪数据与传统小波基消噪方法进行了对比实验;通过信噪比(SNR)及均方误差(MSE)进行消噪效果评价,表明新型小波基消噪方法优于传统小波基消噪方法。最后,将新型小波基消噪方法应用到了实测MCSEM数据中;通过消噪前后的时域信号及振幅随偏移距变化(MVO)曲线对比分析,结果表明,该方法不仅可以去除海水扰动类噪声,还可以扩大MVO曲线偏移距的解释范围,证明了基于新型小波基消噪方法的有效性和实用性。     

基于经验模分解的陀螺信号去噪

陀螺随机漂移是影响寻北精度的重要因素,小波消噪方法对小波基和分解尺度等因素依赖性较强。提出了一种新的基于功率谱密度准则的经验模态分解(EMD)去噪方法,可有效解决传统EMD去噪自适应滤波器截止阶数难以确定的难题,该方法将经验模态分解得到的固有模态函数(IMF)分为信号分量起主导作用模态与噪声分量起主导作用模态,并对噪声分量起主导作用的模态进行类似小波软阈值去噪的方法进行滤波,然后与信号分量起主导作用的模态共同对信号重建实现去噪。将该方法应用于测试信号与陀螺信号的去噪,结果表明:新方法能有效地判断噪声与信号起主导作用的模态分界点,具有良好的去噪效果,且不受主观参数的影响,具有自适应性。     

改进小波包多阈值去噪法及其工程应用

针对机械振动信号提取时面临的去噪问题,在小波包多阈值准则去噪法的基础上,提出一种改进的小波包多阈值准则综合去噪方法(改进FMC去噪法)。该方法首先采用探测插值法对机床原始振动信号进行预处理,剔除受外界干扰产生的突变噪声信号;再以小波包分析为基础,根据有用信号的最小频率确定最大分解层数,并按最小代价原理确定信号分解的最佳小波包基;最后采用小波包多阈值降噪准则对振动信号进行重构,得到去噪后的机床振动信号。针对含噪blocks信号、doppler信号及模拟的含噪振动信号进行的仿真实验结果表明,改进后的FMC去噪法去噪效果优于传统方法。将该方法应用于气囊修整机振动信号分析中,结果表明,改进FMC去噪法能够有效剔除振动信号各频段的噪声,提高信号特征的可分离性。     

小波阈值降噪技术在齿轮箱振动信号处理中的应用研究

阐述一维信号的小波降噪原理及小波阈值降噪方法,用MATLAB软件对齿轮箱振动信号进行降噪处理。利用图像和计算数据说明不同小波函数和不同阈值规则的消噪效果,得出Stein无偏似然估计阈值(Rigrsure阈值)方法对强噪声复杂的齿轮箱振动信号降噪效果最佳。     

超声波测距系统中的小波去噪方法研究

针对远距离超声波测距系统中回波信号信噪比低的问题,采用小波变换对超声波的回波信号进行去噪处理.为取得较好的去噪效果,对小波变换的参数选取进行了研究.根据小波基的特性,通过能量与能量熵选取最优小波基;基于回波信号噪声的白噪声特征,采用白噪声检验自适应确定分解层数;引入参考噪声信号,确定小波系数处理阈值,并选用一种结合软、...     

非平稳振动信号的小波去噪及其应用

在机械故障诊断中,对故障信号的消噪处理,一直是其重要内容之一。工程中设备运行状态多样,有着大量的非平稳动态信号,但传统的信号处理方法在处理非平稳信号上有所不足。利用小波包分解信号,白噪声的方差和幅值随小波尺度的增加而减小,但是信号的方差和幅值和小波变换无关。按照信号能量的观点,首先把信号进行多层小波包的分解,然后利用其中几个能量大的小波包来重构原始信号。利用该方法在测试信号的去噪处理中,同传统的阈值去噪相比较,该方法可以有效地消除白噪声的干扰,计算简单且有较好的消噪效果。     

Selective noise filtration of image signals using wavelet transform

This paper examines the technique of denoising and signal extraction using wavelet transform scale space decomposition. The noisy signal is decomposed into multiple scales by the dyadic wavelet transform. At a given position, the level of correlation is used to deduce the presence or absence of significant feature of signals or images, which is then passed through the filter. By comparing the correlation information of the data at that scale with those at larger scales, noise is preferentially removed from the data. In the wavelet transform domain, the desired features are identified and retained because they are strongly correlated across scales compared to noise. This denoising algorithm can be used to reduce noise to a high degree of accuracy, while preserving most of the important features of the signal. In this paper, this technique of scale space filtering is applied to sample signals and images. Representative results are presented which shows that considerable noise content in signals and images can be reduced while preserving the value of the desired signal.     

基于同步压缩小波变换的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承故障诊断中存在的非平稳故障信号的特征提取困难这一难题,提出利用同步压缩小波变换(SWT)对故障信号的监测数据进行处理的方法。首先对信号进行连续小波变换(CWT),其次对小波变换系数进行同步压缩变换(SST),然后对SST系数进行自适应阈值去噪,之后在有效信号数据的频率中心附近进行积分提取,最后用提取到的有效信号进行重构。对实测的滚动轴承故障信号进行处理验证,结果表明,SWT具有较高的信号提取精度以及降噪能力,同时具有较高的时频分辨率,能够将故障信号转换为高分辨率的时频谱,弥补了CWT在这方面的不足。     

基于包络解调的离心式压缩机弱故障信号增强方法研究

在离心式压缩机使用要求不断提高下,为了增强故障诊断精确性,提出基于包络解调的非平稳工况下离心式压缩机弱故障信号增强方法。将小波包分析和独立分量分析结合,通过小波包分析法对含有噪声的混合信号进行降噪,根据 FastICA 算法分离降噪后的混合信号,对分离出的信号采用收缩函数实行频段内的去噪操作,完成多源故障信号分离去噪。在故障信号分离的基础上,考虑到被分离出的信号伴随着微弱噪声,进一步通过包络解调随机共振实现弱故障信号增强。对多源信号分离结果进行包络解调操作,并对包络信号实行变尺度随机共振输出处理,实现故障特征信号增强,达到故障诊断的目的。通过实验分别对此方法的信号去噪增强效果和故障诊断精确性进行验证,实验结果表明,该方法不仅弱故障信号增强效果显著,且故障诊断鲁棒性强,精度高,具有可实践性。