光纤温度传感系统中信号去噪方法

针对光纤温度传感系统采集的温度信号噪声较大的问题,分析了温度采集过程中干扰噪声信号的特点、滑动平均滤波和小波变换两种方法对信号去噪的效果.针对采集的温度信号,选择合适的小波去噪方法,并确定了最优的小波基和分级层数,将经过平移滑动滤波算法处理后的温度信号,进一步进行小波去噪处理,并将均方根误差(RMSE)、信噪比(SNR)及去噪信号的平滑度指标R,作为判定去噪效果的依据.实验结果表明:综合去噪算法能够有效去除有用信号中的干扰噪声,在信号无失真的情况下信噪比可以提升10～12 dB.     

基于声压传感器的供热管道泄漏检测

为实现对供热管道泄漏的检测,研究了基于声压传感器的供热管道泄漏检测方法。首先利用PCB公司的声压传感器和NI cDAQ搭建了实验平台,并在现场进行了泄漏检测实验;研究了长输大口径供热管道泄漏声压脉动信号特征,并对db小波、sym小波、haar小波处理含噪声管道声压信号的去噪能力进行比较。虽然在处理实验室小规模管道模型泄漏信号时db小波和sym小波取得了较好的效果,但它们无法有效滤除大口径长输供热管道泄漏信号中的噪声信号。通过对比发现,haar小波去噪方式能较好地应用于长输大口径供热管道的信号滤波中。因此,基于音波法的泄漏检测方法适用于长输大口径供热管道的泄漏检测。提出的方法对于长输大口径供热管道泄漏检测有较好的效果,在工业生产中将取得一定的经济效益。     

用EMD和小波消噪的加速度信号压缩重构新方法

针对噪声破坏加速度信号稀疏性、降低其压缩感知重构算法性能问题,提出了一种用经验模态分解(EMD)和小波分析联合消噪的加速度信号压缩重构新方法.该方法首先采用EMD和小波阈值联合消噪方法对加速度信号消噪处理,保持加速度信号内在稀疏性;然后基于压缩感知理论和加速度信号块结构信息,采用块稀疏贝叶斯学习算法以高概率重构原始加速度信号.采用USC-HAD人体日常行为数据库中的加速度信号验证本文方法的有效性.实验结果表明,本文所提方法的信噪比和均方根误差明显优于未经消噪处理的压缩感知重构算法,能够有效抑制加速度信号噪声,增大加速度信号稀疏度,提高加速度信号压缩重构算法性能.     

脉冲漏磁信号的EMD小波阈值去噪研究

为有效抑制脉冲漏磁检测信号中的各种噪声,将小波阈值去噪运用到经验模态分解(EMD)中,提出一种基于EMD的小波阈值去噪方法。针对小波软、硬阈值函数中存在的不足,引入平滑截断绝对偏差惩罚因子进行优化改进。将该方法应用于脉冲漏磁信号进行实际消噪处理。实验结果表明,该方法能较好地剔除信号中的噪声,在脉冲噪声的抑制方面优于小波阈值去噪。     

一种去除椒盐噪声带L1保真项的混合变分模型

图像去噪技术是数字图像处理领域中一个重要的分支,目的是在去除噪声同时更好地保持图像的对比度、清晰度、纹理特征等有用的信息,它是图像分割、特征提取与目标识别等图像处理过程的前提。为了有效抑制脉冲噪声,针对调和模型和TV-[L1]模型去噪的不足,提出一种针对脉冲噪声去噪的带[L1]保真项的混合变分模型,并用增广拉格朗日算法进行数值实现。采用峰值信噪比、均方根误差指标评定图像的去噪效果。实验结果表明,该模型的峰值信噪比大于其他几类已有模型,有效降低了均方根误差,并且计算的CPU时间更短,去噪效果得到明显改善。该模型具有更好的去噪性能,获得了更理想的视觉效果,不仅能提高了图像质量,而且在客观上得到了有效证实。     

A novel intelligent denoising method of ecg signals based on wavelet adaptive threshold and mathematical morphology

Due to high-frequency noise and low-frequency noise in ECG signals will interfere with the accurate diagnosis of cardiovascular diseases. With the intrinsic mode function (IMF), which is the main component indicators of high-frequency noise and low-frequency noise, this paper proposes an intelligent denoising method of ECG signals based on wavelet adaptive threshold and mathematical morphology. Firstly, this method performs Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise (CEEMDAN) for signals containing noise, and adopts zero-crossing rate to identify IMFs containing high-frequency noise and low-frequency noise. Secondly, according to the discreteness and randomness of IMF containing high-frequency noise, a wavelet adaptive threshold mathematical model is constructed. In this model, with the signal-to-noise ratio (SNR) improvement as the threshold adjustment parameter, the wavelet threshold is modified by niche genetic algorithm, and the optimal solution is obtained after removing high-frequency noise by wavelet decomposition and reconstruction. The waveform of IMF containing low-frequency noise changes slowly and its amplitude is large and it is difficult to remove low-frequency noise. Therefore, mathematical morphology is used to remove low-frequency noise. Finally, the intelligent denoising method of ECG signals is designed by superimposing denoised IMFs. MIT-BIH experiments show that in the process of removing high-frequency noise and low-frequency noise, compared with other denoising methods, the percent root mean square difference (PRD) and SNR improvement of the method proposed in this paper are improved, and the denoising effect is significant, which can provide expert knowledge and decision-making guidance for related application fields.

     

基于自适应分解层数和阈值的小波去噪算法

为了更好地降低电能质量扰动信号中的噪声,提出了一种基于自适应分解层数和阈值的小波去噪算法.通过计算小波细节系数的峰值比,自适应地确定最佳小波分解层数,根据各层细节系数中有用信息和噪声信息的分布特性以及细节系数的正、负峰值比,动态调整各层细节系数的上、下阈值.应用Matlab对暂态振荡和脉冲信号进行去噪处理,并与传统硬、软阈值算法和一种改进小波阈值算法相比.结果表明:本文提出的自适应分解层数和阈值的小波去噪算法得到的信噪比和均方根误差均优于以上3种方法,重构后信号更接近原始信号,并且较好地保留了扰动期间信号的特征信息.     

基于CEEMD-VMD-SIST算法的sEMG信号降噪方法

针对基于表面肌电信号(sEMG)的手势识别中,由于传统降噪算法对sEMG信号高频部分分解不当或存在频率混叠现象使得对含噪sEMG信号降噪效果不佳而导致手势识别精度大大降低的问题,提出使用基于互补集合经验模态分解(CEEMD)与变分模态分解(VMD)组合的滑动区间软阈值(SIST)降噪算法(CEEMD-VMD-SIST)对含噪sEMG信号进行降噪处理;使用CEEMD将含噪信号分解为从高频到低频的多个不同本征模态函数(IMF),根据自相关系数客观界定后续降噪模态分量范围,对选中的模态分量采用VMD的SIST方法进行分解降噪并与部分剩余模态分量进行重构;从实验结果中可以看出,在不同信噪比下,所提算法的降噪性能与传统降噪方法相比,信噪比与均方根误差均有明显改善,可以更大程度上保留信号的有用信息,即所提算法的降噪性能更佳。     

基于小波变换的昆虫刺吸电位（EPG）信号去噪研究

昆虫刺吸电位(EPG)信号为研究刺吸式昆虫取食和传毒机理提供了有力的依据,然而EPG信号在采集过程中易受各种噪声的干扰,可利用小波变换将其去除.本文采用小波阈值去噪法,通过实验对比选择不同的小波基函数及阈值,以均方根误差和信噪比为评价指标,确定了coif4小波6层分解,在Stein无偏风险估计准则下,改进阈值量化为最佳去噪方案;实验结果表明,该小波阈值去噪方法可以有效地去除不同干扰.本文研究的基于小波变换的EPG信号去噪为后续分析识别提供了保证.     

基于小波变换的电子音乐信号降噪算法

电子音乐信号受到多种因素的影响,包含了大量的噪声,直接影响电子音乐信号的后续处理。为了提高电子音乐信号质量,改善信号的信噪比,针对当前电子音乐信号降噪算法存在的局限性,设计了一种基于小波变换的电子音乐信号降噪算法。首先分析电子音乐信号降噪的研究现状,指出各种电子音乐信号降噪算法的弊端,然后采集电子音乐信号;对其进行截尾操作,提取最有效的电子音乐信号,最后引入小波变换对电子音乐信号进行多尺度分解和重构操作,过滤掉电子音乐信号中的噪声。并采用Matlab 2018编程实现电子音乐信号降噪仿真实验。结果表明,小波变换克服了当前电子音乐信号降噪算法的不足,电子音乐信号降噪的精度高,能够有效识别噪声,使得降噪后的电子音乐信号具有更高的信噪比。     

一种改进的小波阈值函数去噪方法

对比研究了D.L.Donoho和I.M.Johnstone提出的小波阈值去噪的硬阈值去噪法和软阈值去噪法的优点和缺点,并在此基础上构造了一个新的阈值函数,它克服了硬阈值处理方法在[λ]点处不连续及软阈值函数导数不连续的缺点,而且是高阶可导的,在实际应用时能够保留较大的小波系数,从而保留了尽可能多的信号,进而能够获得更好的去噪效果。仿真实验结果显示,新阈值函数可有效地抑制噪声,其去噪后的信噪比和均方根误差均优于软硬阈值函数以及已有的几种改进阈值函数,具有较高的实用价值。     

基于改进阈值函数的分数阶小波图像去噪

为了消除噪声对图像的影响并较好地保留图像细节信息,提出一种基于改进阈值函数的分数阶小波图像去噪方法。该方法通过分数阶小波变换将含噪信号进行多尺度分解,采用改进的阈值函数对各层分数阶小波域系数进行处理,对处理后的系数进行重构得到去噪后的信号。仿真实验表明,相比已有的软阈值、硬阈值和均值加权法,本文方法去噪后的图像信噪比较大、均方误差较小,取得了满意的视觉效果,是一种实用的去噪方法。     

基于独立成分分析的表面肌电信号工频去噪

表面肌电信号(SEMG)采集中,如何消除工频干扰对信号的后续应用意义重大.在探讨独立成分分析(ICA)原理的基础上,提出了一种用于表面肌电信号工频去噪的快速独立成分分析(FastICA)算法.该方法通过对观测信号去均值和白化处理后,用负熵作判据通过迭代得到解混矩阵,经解混运算得到源信号.针对混合信号ICA分离效果的差异,引入最大似然指标作为分离效果的评价量.实验结果表明,所提算法能有效分离SEMG信号中的工频噪声,运用最大似然评价指标将工频噪声降至最低.     

基于EMD和SST算法的闪电电场信号去噪研究

为进一步减少噪声对闪电电场信号的干扰,提出了一种经验模态分解(EMD)和同步压缩小波变换(SST)相结合的组合去噪方法。利用EMD算法能够自适应分解信号和SST算法可将噪声压缩为点状噪声或颗粒状噪声并集中分布的特点,从而选用中值滤波达到对噪声的抑制。利用该方法对标准闪电波和自然闪电波信号分别进行去噪处理,并运用信噪比、相关系数和均方误差对去噪效果进行了定量分析。实验结果表明,所提去噪方法相比于传统小波阈值去噪法、单独用EMD算法和单独用SST算法均取得了较好的去噪效果。     

基于小波降噪的改进型OSF话音激活检测算法

提出了一种基于小波降噪的改进型顺序统计滤波器(OSF)语音端点检测算法。在介绍了浊音分离、小波降噪和基于顺序统计滤波器(OSF)端点检测算法的原理基础上,给出了改进型算法的流程图和实验的仿真图。从结果可以看出,算法对信噪比大于0dB的语音信号,检测性能较为稳健。     

改进阈值与尺度间相关的小波红外图像去噪

为了更有效地去除红外图像中的噪声, 提出一种基于改进阈值与尺度间相关的小波红外图像去噪方法. 一方面利用阈值修正方案和新阈值函数对通常的小波阈值去噪法进行改进; 另一方面通过对阈值邻近的小波系数进行小波变换尺度间相关性估计, 提高小波系数阈值判断的准确性.实验结果表明, 与通常的小波阈值去噪法相比,该算法能更有效地去除红外图像中的噪声, 获得更高的峰值信噪比(Peak signal-to-noise ratio, PSNR)、边缘保持指数(Edge preserved index, EPI)和更好的视觉效果,具有较好的实用性.     

基于LabVIEW的UWT语音信号降噪处理

在LabVIEW软件平台下,应用UWT(非降采样小波变换)算法设计一新型处理软件,该软件集合了db5、coif5、sym5等三种不同正交小波的信号分解、阈值去噪和信号重构算法,并使用该软件成功地还原了一带噪语音信号,得出在强噪声背景下,该小波变换算法具有良好的保留语音原信号特性且降噪效果优越的结论。     

基于经验模态分解和小波阈值的冲击信号去噪

冲击信号是非线性的并且容易受到噪声污染;为研究冲击信号去噪的问题,针对经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)去噪和小波阈值去噪方法存在的不足,提出了基于EMD的小波阈值去噪方法;单纯的EMD去噪方法会在去除高频噪声的同时压制高频的有效信息;EMD与小波阈值去噪相结合,利用连续均方误差准则确定含噪较多的高频固有模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF),对高频IMF分量进行小波阈值去噪,以分离并保留这些分量中的有效信息,同时保持低频IMF分量不变;对模拟数据和实际冲击信号进行去噪处理,结果表明,基于EMD的小波阈值去噪方法的去噪效果优于单纯的EMD去噪方法和小波阈值去噪方法。     

神经元动作电位模式分类的小波时频分析方法

对神经元动作电位进行模式分类是植入式脑机接口研究的前期关键问题。考虑到来自不同神经元的动作电位在时域或频域特征上的相似性,引入小波分析在时频域上对动作电位进行特征描述。首先以db、sym、bior三类小波函数系为例,分别获取了动作电位的高维小波系数特征;然后对特征分量进行非正态分布特性的KS检验,以实现特征降维;最后通过非监督的K均值方法完成动作电位聚类。实验结果表明：在神经信号噪声水平为0.05dB、0.1dB和0.15dB时,各小波基的分类性能略有不同。其中sym5小波性能突出,动作电位错分率基本稳定在1.21%～181%。最后与主成分分析法(PCA)进行了分类性能的比较,进一步证实了小波时频分析方法(sym5小波)在抗干扰性和稳定性方面的优势。     

提升小波改进阈值算法在输气管道泄漏信号降噪处理中的应用

输气管道的泄漏检测对保障其管道的正常运行具有重要意义,但是在实际工作中,传感器检测到的信号会受到噪声的干扰。为了提高管道泄漏检测精度,采用一种不依赖于傅里叶变换的提升小波变换方法,并引入改进阈值函数对信号进行降噪处理,分别对比不同小波基函数,不同分解尺度利用改进阈值算法的降噪效果,确认db5小波函数作为最优提升小波函数,并对信号进行四层分解的信号处理信噪比最高,最后利用现场实验采集到的负压波信号进行传统小波去噪和提升小波改进阈值算法去噪的效果对比,其结果表明提升小波改进阈值算法的去噪效果优于传统小波算法的去噪效果,在管道泄漏检测的信号降噪中具有良好的应用价值。