低速行驶地铁轨道振动信号小波去噪参数研究

针对地铁低速行驶时的轨道振动信号,分析小波去噪参数的选取对去噪效果的影响。以北京某地铁站附近的隧道断面的轨道铅垂向振动加速度信号为例,对轨道振动信号进行小波分解、阈值去噪和重构。以信噪比作为去噪质量评价指标,采用Kruskal-Wallis非参数检验方法分析小波系、小波阶数、小波分解层数和阈值的选取对去噪效果的影响。基于信噪比最大化原则,确定地铁低速行驶时轨道振动信号的最优小波去噪参数。结果表明：显著性水平0.05下,小波系、小波阶数的选取对地铁轨道振动信号小波去噪效果没有显著影响,不同的小波分解层数、阈值对地铁轨道振动信号小波去噪效果的影响不全相同;以SymletsA小波系的4阶小波为去噪小波基,经过3层小波分解,基于无偏似然估计阈值和软阈值函数进行小波去噪后的信号获得最大的信噪比,去噪后的振动信号保留了原始信号的峰值特征,同时信号曲线的光滑性有了显著改善。     

基于Shannon熵的自适应小波包阈值函数去噪算法研究

小波包去噪算法的关键问题在于对信号进行去噪时,如何有效地消除噪声且尽可能地保留原始信号的小波包系数。传统阈值函数由于无可调节参数,其去噪形式固定,无法根据小波包分解系数的噪声成分自适应地进行调整,去噪效果有待提升。据此,将Shannon信息熵作为调节参数引入小波包阈值函数中,提出一种基于Shannon熵的自适应小波包阈值去噪算法,对信号进行小波包分解并计算最大分解尺度小波包系数的Shannon熵值,依据该值对阈值函数进行调整,以实现在强噪声背景下对小波包系数进行大尺度的收缩,而在弱噪声背景下实现阈值收缩的平滑过渡。采用该方法对仿真信号与轴承振动实验信号进行去噪分析,并与其它小波包阈值去噪算法相对比,结果表明该方法去噪效果更好且在滤除噪声的同时有效地保留了信号的原始特征。     

低速行驶地铁轨道振动信号小波去噪参数研究

针对地铁低速行驶时的轨道振动信号,分析小波去噪参数的选取对去噪效果的影响。以北京某地铁站附近的隧道断面的轨道铅垂向振动加速度信号为例,对轨道振动信号进行小波分解、阈值去噪和重构。以信噪比作为去噪质量评价指标,采用Kruskal-Wallis非参数检验方法分析小波系、小波阶数、小波分解层数和阈值的选取对去噪效果的影响。基于信噪比最大化原则,确定地铁低速行驶时轨道振动信号的最优小波去噪参数。结果表明:显著性水平0.05下,小波系、小波阶数的选取对地铁轨道振动信号小波去噪效果没有显著影响,不同的小波分解层数、阈值对地铁轨道振动信号小波去噪效果的影响不全相同;以Symlets A小波系的4阶小波为去噪小波基,经过3层小波分解,基于无偏似然估计阈值和软阈值函数进行小波去噪后的信号获得最大的信噪比,去噪后的振动信号保留了原始信号的峰值特征,同时信号曲线的光滑性有了显著改善。     

高精度超声测距系统中自相关小波去噪法

超声测距的精度主要取决于飞行时间的提取精度,由于受噪声影响,接收信号的始点位置通常无法精确提取.传统方法常采用设计滤波器降噪,然而由于滤波器的参数无法随超声信号变化而改变,导致其适应性较差.本文提出了一种自相关小波阈值去噪的自适应去噪方法,通过计算各层小波细节分量与近似分量的相关性系数,自动确定最优分解层数,并通过采集分析噪声信号的小波分量,选择最优去噪阈值,达到了良好的去噪效果,增强了回波信号的信噪比,极大地提高了回波飞行时间的提取精度.经实验验证,信噪比可提高6~7 d B,在1 900 mm的范围内测量误差小于0.3 mm,测量不确定度小于0.17 mm.与传统方法相比,本方法具有适应性强、始点识别率高、测距精确等优点.     

ITD改进信号子空间超声检测信号去噪

金属材料超声检测信号中存在的干扰噪声严重影响实际缺陷的检测精度,因此必须对采集的检测信号进行有效去噪处理。针对传统信号子空间去噪方法的不足,提出固有时间尺度分解(ITD)改进信号子空间信号增强算法的超声检测信号去噪方法,融合ITD方法和信号子空间的优势。通过现场超声检测缺陷信号数据的对比验证表明,信噪比、均方根误差和相关性等参数都比较满意,对含有有色噪声的超声检测信号去噪效果明显。     

基于提升小波变换和AdaBoost的超声信号消噪技术

为了提高超声无损检测(UNDT)和无损评价(UNDE)中基础数据的信噪比(SNR),提出了一种基于提升小波变换和AdaBoost模式识别理论的超声信号消噪技术.该技术在研究材料内部散射体引起的结构噪声产生机理,以及分析传统裂谱分析算法局限性的基础上,利用提升小波变换将原始超声检测信号分解到小波空间后,通过采用AdaBoost算法构成的信噪分离器对信号和噪声进行识别、分离来消除噪声,得到高信噪比的超声回波信号.实验结果表明,与传统裂谱分析算法相比,该技术提高了消噪性能的稳定性,增强了湮没材料内部各种散射体散射中的缺陷回波信号能力.     

基于小波分析联合VMD的超声信号去噪方法研究

超声信号在空气中传播效率低、气固界面耦合时透射率差,且易受到接收电路固有噪声和材料晶粒散射噪声的影响,导致接收的信号信噪比低。针对这一问题,结合小波分析“信号显微镜”的优点和变分模态分解(VMD)在窄带谐波信号提取方面的优势,提出一种基于小波分析联合VMD的超声信号去噪方法,并且对小波的阈值做改进,以减少信号的损失。利用改进阈值的小波分析对信号预处理,实现信号和噪声的初步分离,然后用VMD分解信号,提取所需频带的分量,对小波处理的结果进行优化,达到最终去噪的目的。实验数据表明,处理后的超声信号与原始信号相比,SNR平均提高1.84 dB,MSE减小34%,改进阈值后时域峰值损失减少7%,信号能量损失减少13%。该方法去噪彻底,有用信号保留完整,为超声信号的去噪提供新思路。     

基于奇异谱分析的心音信号小波包去噪算法研究

针对传统心音去噪算法对强噪声下心音信号去噪时,易将部分心音信号视为噪声成分去除,导致有用心音信号能量损失。利用奇异谱分析方法的主成分分析特性,提出多级奇异值分解(Multi-stage Singular Value Decomposition,MS-SVD)算法用于提取心音信号的主分量(Principal Components,PC)信息;采用小波包(Wavelet Packet,WP)分析算法对提取的心音信号进行分解,并对分解所得低频系数进行自适应阈值处理,去除低频噪声;利用小波包多分辨率特性提取高频心音。实验结果表明,该算法能明显改善心音去噪性能指标信噪比(SNR)、信噪比增益(SNRG)及根均方误差(RMSE),且在不同噪声水平下的去噪性能优于传统心音去噪算法。此改进算法既能有效去除心音中噪声成分,亦能保留心音信号细节特征。     

基于EMD和小波熵阈值算法的超声回波信号降噪

超声检测信号中通常包含大量噪声,而其中材料晶界散射的噪声是一种相关噪声。鉴于传统的方法难以将这种噪声和缺陷回波信号区分,提出一种EMD和小波熵阈值联合降噪的算法。该算法首先对目标信号进行EMD分解,提取具有噪声特性的IMF分量进行小波分解,利用含噪系统熵增的特性,在分解各尺度层的细节部分选用小波熵自适应阈值降噪,然后将剩余分量和降噪处理后的信号进行重构。仿真信号结果表明:该降噪方法(EMD-WET)输出信号的信噪比(SNR)为7.9 d B、均方根误差(RMSE)为18.1、相似系数(NCC)为0.92,优于传统的小波软、硬阈值方法。对实测信号进行处理,该方法降低信号中的大部分噪声,更好地还原回波信号的波形。     

基于波原子变换的三维地震信号盲去噪

基于波原子变换的三维地震信号盲去噪算法,利用基于块的噪声估计算法估计信号噪声,采用循环平移处理信号并进行波原子变换,利用估计的噪声标准差按不同尺度分层设置阈值并进行修正,再采用改进的阈值函数处理波原子变换系数,进行波原子反变换与逆循环平移,得到去噪后三维地震信号。对含噪的合成与实际地震信号去噪,并与小波、双树复小波、曲波及传统波原子变换的去噪结果对比;结果表明,该算法较其它对比算法有明显优势,且随含噪量的增加,去噪优势愈加明显。从输出信噪比、均方误差以及峰值信噪比等评价指标可知,基于波原子变换的三维地震信号盲去噪算法去噪效果最佳,其次为传统波原子变换算法,然后为曲波变换与双树复小波变换算法,传统小波变换算法的去噪效果最差。