用于光纤传感的可调半软阈值小波去噪算法

针对大容量超弱FBG传感网络解调系统的干涉噪声和固有电子学噪声,基于传统小波阈值算法去噪时软、硬阈值函数存在恒定偏差及连续性差的缺点,提出一种改进的小波阈值去噪算法。该算法引入了调解因子和半软阈值因子,完成向软、硬阈值函数的转变,保证了连续性且降低重构误差。仿真结果表明,该函数不仅在连续性上优于传统的阈值函数,重构时对信号的还原度较高,信噪比(SNR)相比于软、硬阈值函数均有所提高,平均提升了0.1034 dB、2.4327 dB,而均方根误差(RMSE)相比于软硬阈值函数均有所降低,平均降低了0.1665、0.1687。新阈值函数相比于传统阈值算法能够获得更优良的去噪效果,可为光纤布拉格光栅传感网络高精度寻峰解调去噪提供参考。     

改进小波阈值去噪方法处理FBG传感信号

为了精确获得光纤布拉格光栅(FBG)传感系统的波长漂移,通过分析传统阈值和阈值函数存在的不足,提出改进阈值选取策略,并构建一种新的阈值函数处理FBG信号;小波基和分解尺度的合理选取提升小波去噪性能,本文提出确定小波基和分解尺度的方法;仿真与实验结果表明,与传统软硬阈值方法相比,本文所提方法信噪比(SNR)提升2~4 dB;与本文文献所提方法相比,信噪比提高了1.5 dB。满足精确解调FBG中心波长的需要。     

改进的小波变换用于处理FBG信号

解调系统是光纤布拉格光栅（FBG）传感技术的核心。信号去噪和峰值搜索是影响FBG 传感系统精确解调的两个重要因素。为提高测量精度,文中针对传统方法存在的缺陷,提出了一种新的FBG 波长解调方法,此解调方法由一种改进的去噪方法与高斯拟合寻峰算法组成。采用平移不变量小波与文中提出的改进阈值和改进阈值函数相结合的方法来处理FBG 含噪信号;然后采用高斯拟合寻峰算法对去噪信号作进一步解调。实验结果表明,改进阈值的平移不变量小波能处理不同的FBG 含噪信号,该方法获得的信噪比和均方差性能优于传统小波阈值去噪法以及其他改进的小波去噪法;该改进小波的波长解调方法测量的峰值误差低于1pm,比常用的波长解调方法具有更高的测量精度。     

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。     

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。     

分布式光纤温度应变传感系统性能改进研究

为了降低布里渊后向散射光不稳定的偏振态以及系统噪声对分布式光纤温度应变传感系统测量精度的影响,进一步提高测量温度、应变的精度和系统信噪比,提出在该系统中加入扰偏器,以减小系统误差;同时应用小波去噪的方式降低信号的噪声。选用体积和插入损耗都较小的PolaRITETMⅢPSM-001扰偏器。小波去噪过程选用db5小波,经过离散小波变换函数wavedec对信号进行小波分解,选用thselect函数实现阈值获取,选用waverec函数实现信号小波重构。实验证明扰偏器能使系统误差降低到原来的1/3,小波去噪使系统信噪比从原来的26.6dB提高到38.5dB。     

一种小波阈值函数的CDMA信号去噪研究

噪声是影响CDMA系统检测概率的重要因素,针对软、硬阈值函数去噪法与最新的3种改进小波阈值去噪法对信号去噪效果进行对比性研究,在此基础上对小波阈值去噪方法中的阈值函数进行改进.用各种阈值函数对带高斯白噪声的方波输入信号进行去噪的仿真实验,分析其均方误差和信噪比,结果表明本文的阈值函数能够提高去噪信噪比和降低均方误差.     

分布式光纤温度应变传感系统性能改进研究

为了降低布里渊后向散射光不稳定的偏振态以及系统噪声对分布式光纤温度应变传感系统测量精度的影响, 进一步提高测量温度、应变的精度和系统信噪比, 提出在该系统中加入扰偏器, 以减小系统误差; 同时应用小波去噪的方式降低信号的噪声。选用体积和插入损耗都较小的PolaRITETMⅢ PSM-001扰偏器。小波去噪过程选用 db5 小波, 经过离散小波变换函数wavedec对信号进行小波分解, 选用thselect 函数实现阈值获取, 选用waverec函数实现信号小波重构。实验证明扰偏器能使系统误差降低到原来的 1/3, 小波去噪使系统信噪比从原来的26.6dB 提高到 38.5dB。     

基于提升小波的MEMS陀螺去噪方法研究

微机电系统(MEMS)陀螺的随机漂移误差是传感器的主要误差,传统硬、软阈值去噪法在去噪效果和实时性方面存在不足。该文从提升小波变换的基本理论出发,分析了提升小波阈值去噪原理,提出了基于提升小波的改进阈值去噪算法,并结合MEMS陀螺输出数据,并对硬、软阈值去噪法与改进阈值去噪法的仿真实验进行比较分析。仿真结果表明,改进阈值去噪法获得了更高的信噪比83.532 7dB,其去噪效果明显优于硬、软阈值,且运算速度较快,更适合实际运用。     

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。     

一种有效的宽带雷达信号压缩算法

针对宽带雷达回波信号采样数据量大、传统小波压缩算法保真度不高的特点,利用小波多层次变换系数之间的关系,提出了基于小波变换的自适应贪婪算法,并将其应用于宽带雷达回波信号数据压缩.将该算法与传统的小波多层次方法在对宽带信号的压缩性能上进行了比较,结果表明,基于小波的自适应贪婪算法对数据压缩保真效果优于传统的小波方法.     

基于平稳和连续小波变换融合算法的心电信号P,T波检测

P, T波的检测在临床上是心血管疾病诊断的重要依据。由于其波形能量低、形态复杂,极易受到噪声干扰,导致现有检测算法精度仍有待提高。该文提出平稳和连续小波变换融合算法检测P, T波,利用连续小波变换的多尺度信息,获取心电图(ECG)信号中P, T波主要成分,融合其平稳小波对P, T波候选段进行平滑处理,消除波形中锯齿状毛刺对峰值点检测的影响,最后对P, T波过零点进行时移修正,保证过零点还原到原始信号过程中能够准确对应其峰值点,从而提高P, T波检测精度。该文算法在MIT-BIH arrhythmic数据库上进行验证,最终P波的误差率、敏感度、正确预测度达到：0.23%, 99.85%, 99.90%;T波的误差率、敏感度、正确预测度达到0.27%, 99.85%, 99.87%。     

离散信号空间上的最小能量框架在升余弦脉冲信号上的去噪算法

利用离散信号空间上的最小能量(小波)框架对升余弦脉冲信号展开去噪算法的研究。对于所给的2组不同最小能量框架,升余弦脉冲信号和加性高斯白噪声的抽样离散信号在这2组框架的各个子数列下的分解系数将出现明显不同的统计特征。据此给出了2个具体的阈值去噪算法,两者都充分利用了最小能量框架在信号去噪应用上的优点,在保持发送原始信号成分的同时去除了部分噪声成分,获得了较好的处理效果。仿真结果表明,当调制方式为BPSK且升余弦脉冲信号受加性高斯白噪声影响时,如果利用2个算法对接收波形进行去噪预处理,则接收信号的信噪比大幅度提升,在误码率上可以分别获得3.1dB和2.7dB左右的性能增益。     

基于DSP Builder的脑电信号小波处理

针对脑电信号非平稳性特点,利用小波变换对采集到的脑电信号进行滤波处理。然而小波变换巨大的计算量限制其在高速实时信号处理领域的应用,FPGA器件兼具并／串行工作方式,具有较高的并行计算能力,在现场数字信号处理领域具有较强的实时性。提出基于FPGA的小波变换系统设计方法,首先利用DB2小波对脑电信号按Mallat算法进行分解,然后采用小波重构算法去噪。试验结果表明,运用小波分解重构算法,可以对脑电信号进行实时滤波。     

基于二进小波变换自适应Kalman滤波反褶积

本文提出了基于二进小波变换自适应Kalman滤波反褶积(AKFD)新方法.它抛弃了传统预测反褶积对信号平稳性的假设,克服了提高分辨率反而明显降低信噪比的矛盾,其较好地压缩反射波形,但噪声并没有明显提高,所以具有很好的抗噪性能.在小波域进行的AKFD压制假反射比在时间域AKFD好,此外,该方法具有对信号分频进行AKFD的特性,增强了Kalman滤波的自适应性,所以在小波域下的分辨率明显比在时域内高.同时,该方法克服了在时域内进行的AKFD抬升低频成份的缺陷.经大量的模型及实际资料处理表明该方法具有明显的效果.     

Improved Direction-of-Arrival Estimation Using Wavelet Based Denoising Techniques

In this paper, we explore the use of wavelet based denoising techniques to improve the Direction-of-Arrival (DOA) estimation performance of array processors at low SNR. Traditional single sensor wavelet denoising techniques are not suitable for this application since they fail to preserve the intersensor signal correlation. We propose two correlation preserving techniques for denoising multi-sensor signals: (1) the Temporal Wavelet Array Denoising (TWAD) technique developed by Rao and Jones [IEEE Trans. Signal Processing, vol. 48, pp. 1225–1234, 2000], and (2) a new Spatial Wavelet Array Denoising (SWAD) technique. It is shown that SWAD offers the advantage of a significant reduction in computational complexity at the cost of a slight reduction in SNR gain. The denoised array data is used for DOA estimation by the MUSIC algorithm. Simulation results are presented for MUSIC (without denoising), TWAD-MUSIC, and SWAD-MUSIC, to illustrate the improvement in DOA estimation performance brought about by denoising.

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基于小波变换的语音质量评价方法研究

主要研究了用于小波变换对语音质量的评价方法。影响语音质量的主要特征表现在噪声部分,即信号高频部分,而小波系数体现了信号的高频;通过构造语音信号的小波范数信噪比,可以定量区分同一语音信号经过不同器件的质量差异,从而确定信号质量;文中通过实验数据验证了该算法在理论上的正确性。     

基于小波变换阈值的信号去噪

对基于小波变换的信号检测方法进行深入的研究,在不同尺度上分析和处理信号的各种频率成份。用非线性小波阈值的方法去噪声,使有用信号能从噪声中检测出来,提高信号的分辨率,信噪比。     

Analysis of affective ECG signals toward emotion recognition

Recently,as recognizing emotion has been one of the hallmarks of affective computing,more attention has been paid to physiological signals for emotion recognition.This paper presented an approach to emotion recognition using ElectroCardioGraphy(ECG) signals from multiple subjects.To collect reliable affective ECG data,we applied an arousal method by movie clips to make subjects experience specific emotions without external interference.Through precise location of P-QRS-T wave by continuous wavelet transform...     

复杂雷达信号的直接数字合成技术

结合实际的线性调频（Ｃｈｉｒｐ）信号形成器,介绍一种应用直接数字合成技术（ＤＤＳ）实现的复杂雷达波形生成方法,并对影响输出信号质量的因素进行了分析。利用这种方法可产生高稳定的复杂雷达波形。经调制,可用于雷达的发射波形合成,也可直接用于雷达的视频回皮模拟。