基于CEEMDAN-WPT联合去噪的灾后求救信号能量分布特征研究

在隧道、矿山等复杂环境的地下工程灾后救援中,求救敲击信号微弱且经常淹没在噪声环境中,如何有效拾取求救敲击信号是灾后救援的关键问题。该文以现场敲击数据为基础,选取钢架、钢管、铁锤等不同类型的敲击信号进行对比研究。首先采用自适应噪声完备集合经验模态分解的改进算法(CEEMDAN)对信号进行分解,运用功率谱密度、相关系数和方差贡献率分析方法选择包含有效信息的IMF分量,再利用小波包阈值去噪(WPT)对信号进行分层滤波,最终得到信号的工作特征信息;其次利用小波包分析模块分别求得每个节点重构信号的小波包频带能量,研究不同类型敲击信号在频带内的能量分布特性,并比较其频带能量的分布差异。结果表明,钢架、钢管、铁锤等敲击信号的能量分布大致相同,多集中于0～250 Hz;通过能量频带细化分析发现,在能量波峰处,钢架敲击地面占比最少,铁锤敲击地面占比最多,该文方法可为灾后求救信号的有效识别提供基础,且为救援设备的传感器参数选择提供依据。     

基于小波包变换与前向线性预测滤波的光纤陀螺去噪算法

为了减小环境噪声对光纤陀螺输出的影响,提出了一种新的基于小波包变换(WPT)和前向线性预测滤波算法(FLP)的去噪方法--WPT-FLP算法.首先介绍了小波包分解与FLP算法的原理,并对2种算法进行了融合,利用小波包变换进行信号的分解与重构,在此过程中对小波包分解后的高频系数进行强制去噪,对小波包分解后的低频系数进行F...     

基于小波包熵的船舶轴频电场信号检测

为了有效地从海洋环境电场背景中检测微弱的船舶轴频电场信号,提出了一种基于小波包熵的船舶轴频电场信号检测算法.首先使用小波包变换对测量信号进行多层分解并计算最后一层各结点的重构信号;然后计算各结点重构信号的小波包熵;最后选取小波包熵最小的重构信号作为检测信号进行滑动功率谱检测.通过实测数据和仿真数据对该算法和滑动功率谱算...     

CEEMD联合小波阈值去噪法及其在GPS多路径效应中的应用

为了解决GPS数据采集过程中的噪音以及多路径效应影响,提出一种CEEMD联合小波阈值去噪法。该方法主要先采用CEEMD算法对GPS测量数据或信号进行分解,再利用模态相关系数准则法确定数据分解后噪音区与信号区的分界点,最后选取判定后的有效信号分量并依次将其通过小波软阈值法进一步去噪,从而得到去噪后的GPS测量数据或信号。通过正弦模拟信号和GPS实测信号实验结果可以看出,联合去噪法与其他相关方法比较,具有较好的去除噪声以及削弱GPS多路径效应影响效果。     

基于形态小波的高精度重力仪信号快速滤波算法

为了有效抑制高精度重力测量信号中的各种强噪声以获得高精度重力信息,在分析形态小波滤波算法的基础上,结合FFT算法提出了一种快速形态小波滤波算法,并应用于高精度重力仪信号处理中.在滤波过程中,首先在常规小波分解算法各层间增加形态滤波器,以提高小波算法抑制脉冲干扰的能力.然后,将常规小波分解和重构算法进行重组,并参考FFT算法规则设计了一种快速形态小波分解重构算法,以提高小波分解和重构的计算效率.最后,通过仿真试验,将快速形态小波滤波算法与传统小波滤波算法进行性能对比.理论分析和仿真试验结果表明.快速形态小波算法的滤波效果优于传统小波滤波,其运算速度优于Mallat算法.     

改进的卷积型小波包分解及在故障诊断中的应用

针对卷积型小波包分解存在频带错位与频带重叠缺陷,提出了一种改进的卷积型小波包分解算法。该算法通过交换偶数位置节点小波包分解后的两节点顺序来消除频带错位缺陷,引入两算子分别从频域除去低、高频子带理想通带范围外的频率成分以消除频带重叠缺陷。由构造的故障信号进行仿真实验,并使用某直升机中减速器疲劳实验的故障数据进行了验证。结果表明:由于消除了卷积型小波包和内积型小波包分解算法中广泛存在的频率折叠、频带重叠和频带错位缺陷,改造的卷积型小波包分解算法能更方便、更有效地提取隐藏在强噪声和其他强干扰背景下的故障特征信息,从而为机械故障的诊断提供了一种强有力的分析手段。     

基于小波包分解的细胞膜离子电流重构

提出了一种基于小波包算法重构离子电流信号的新方法,利用小波包分解对离子电流进行多分辨率分析,获得尺度能量分布特征信号.然后,进行小波包重构,再经过平滑滤波,恢复通道离子电流信号.仿真实验结果表明,采用小波包算法,在较低信噪比时,离子电流恢复精度高,算法收敛速度快,且具有较强的抗噪能力.     

一种新型高斯噪声滤波算法

为了更有效滤除数字图像中的高斯噪声,提出了一种新型滤波算法.该算法首先将含有高斯噪声的图像进行二维小波分解,得到高频和低频小波分解系数;然后保留低频小波系数不变,对高频小波系数通过维纳滤波器进行滤波,并进行小波系数重构;最后将重构图像进行多尺度小波分解,通过设定新的阈值和判别函数,弱化不重要的小波分解系数,并进行小波分...     

液压挖掘机反铲切削过程振动信号去噪处理

针对小波包频带能量分解和Hilbert-Huang变化在信号的去噪研究中的优势,对比2种方法在液压挖掘机反铲切削过程中振动信号去噪的准确度.以液压挖掘机工作装置的振动信号为例,利用小波包频带能量分解算法与Hilbert-Huang变化算法分别对振动信号进行重构.其中,Hilbert-Huang变换首先是对振动信号通过经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)得到IMF分量;然后,对IMF分量进行Hilbert谱分析,得到IMF分量的能量特征,选择有用的IMF分量进行信号重构,从而消除噪音信号的干扰.研究结果表明:与小波包频带能量分解方法相比, Hilbert-Huang变换的液压挖掘机反铲切削过程振动的重构信号更加接近真实信号.     

双模噪声背景下多阈值小波包在信号消噪中的应用

针对一类非高斯噪声——双模噪声信号进行消噪时,传统小波变换和小波包变换在选取恰当阈值准则及阈值量化时存在困难,通过详细分析双模噪声信号结构及频率分布特征,在将小波包分解频带按照频率顺序排列且通过比较最底层子空间节点能量大小的基础上,提出一种将频带进行多分段的多阈值小波包消噪方法.实验结果表明:在双模噪声且信噪比相同情况下,该方法比传统的多尺度小波软阈值、小波包自适应阈值消噪效果都优越,是一种非常有效的信号消噪方法.     

基于小波包算法的电力系统故障信号处理

提出应用小波包算法来提取电力系统暂态故障信号的基频分量。正交小波包分析能够将信号的频带分割得更精细，对频带进行多层次划分。本文提出电力系统故障信号的小波包分析方法，就是对电力系统故障信号进行细分，以便更精确地提取基频信号。并且将小波包算法与传统的傅立叶算法进行了比较。如果将小波包算法应用于数字保护，则对于提高电力系统的数字保护的准确性很有帮助。     

基于门限值小波包变换抑制局部放电白噪干扰

分析了局部放电在线监测系统中局部放电信号及白噪干扰小波变换特征，局部放电信号在大部分尺度上具有较大的幅度，而白噪声信号随尺度的增加而迅速趋于零，从而对信号在各个尺度上的小波系数设定一个门限，如果某尺度上的系数大于门限，则认为它对应于局部放电信号，否则对应于噪声信号。提出了用基于门限值的小波包变换方法从白噪中提取局部放电信号的方法。实测数据分析结果表明，经此法处理后信噪比明显提高，可用于在线监测局部放电信号中白噪干扰的抑制。     

小波包分析法在提高冲击试验波形测量准确度中的应用

将小波包分析法(WPT)引入冲击试验测量波形的消噪处理.分别用傅里叶变换法、曲线拟合法、小波分析法和WPT对同一种含噪声波形进行消噪,计算了消噪后的波形参数.分析表明,噪声频率对消噪效果没有影响,曲线拟合法消噪的波形参数误差最大,WPT消噪的误差最小,而且对波前时间的影响不大,幅值基本与标准波形相同.通过对实际测量波形的消噪效果分析,验证了WPT的高效性和实用性.     

基于小波包变换的一种降噪算法

白噪声的方差和幅值随着小波变换尺度的增加会逐渐减小 ,而信号的方差和幅值与小波变换的尺度变化无关。因此 ,文章提出一种以小波包能量为基础 ,以降低原始信号与降噪后信号之间的均方误差 (MSE)为目标的基于小波包的降噪算法 ,并与传统的 Donoho的硬阈值降噪算法作了比较。仿真结果表明 ,该算法可以有效去除白噪声干扰 ,并且明显优于传统的 Donoho的硬阈值降噪算法。     

一种基于自适应提升小波变换的GNSS多径抑制方法

在卫星导航定位系统中,多径干扰是影响定位精度的重要误差源之一。在分析研究现有多径抗干扰方法和小波理论的基础上,提出了一种基于自适应提升小波变换(Adaptive Lift Wavelet Transform,ALWT)的多径抑制方法。该方法利用小波分析在时频域将待处理信号局部放大的特性,将待分析信号通过提升小波变换进行自适应多级分解,通过最小方差准则(Least Mean Square,LMS)自适应确定分解级数,在一定的阈值条件下将多径信号排除过滤掉,从而达到多径抑制的目的。Matlab7.0仿真实验中,与窄相关技术和传统小波变换方法(Traditional Wavelet Transform,TWT)相比,该方法通过多级小波级数分解,将多径信号进行局部时频域放大,选取合适阈值判别条件过滤多径信号,再通过小波逆变换还原直接信号,实验证明使用ALWT方法多径抑制效果显著提高。     

An improved WPM interference rejection system using an adaptive LMS algorithm

Based on the good time-frequency localization of the wavelet packet modulation (WPM) system and the analysis of the multitone (MT) interference, an improved WPM narrow band interference (NBI) rejection system using an adaptive least mean square (LMS) algorithm is discussed in this paper.In the WPM interference rejection system, according to the structure of the wavelet packet tree (WPT) and the characteristic of the MT interference, the demodulated WPM signal which contains the interference component is filtered using an adaptive LMS filtering implementation.Theoretical analysis and simulation resuits show that the proposed method improves the bit error rate (BER) performance of the WPM system in the presence of MT interference.     

基于EEMD和小波包变换的早期故障敏感特征获取

提出一种基于总体平均经验模态分解和小波包变换的方法,进行早期故障敏感特征的获取,构建早期故障诊断模型. 该方法首先应用EEMD对现场采集的振动信号进行分解,分离出不同频率成分的特征信号,选择与原信号相关系数最大的 IMF分量进行信息重构;面向重构的IMF分量采用WPT进行分解,得到各个节点的小波系数;最后使用Hilbert变换提取小波包系数的包络,计算功率谱,准确获得早期故障的敏感特征. 通过对仿真信号的分析验证了该方法对故障诊断的有效性. 将该方法应用于实测的滚动轴承的内圈、外圈和滚动体故障诊断,诊断结果均表明该方法可有效提取早期故障敏感特征,故障诊断快速准确.      

基于改进Hilbert-Huang变换的超声回波信号去噪研究

超声回波信号中包含大量有关缺陷性质的信息,由于信号在检测和传输过程中不可避免地受到随机噪声干扰,给后续信号处理带来误差。针对该问题,提出改进的希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)应用于超声回波信号去噪,提取回波信号中反映缺陷本质特征的信号。改进算法引入小波包变换对超声回波信号作预处理,对处理后的信号进行经验模态分解,提出对数似然检验法,识别并去除噪声引起的虚假分量,重构出有用回波信号。通过对添加高斯白噪声的超声回波信号去噪,验证改进算法应用于超声回波信号去噪的可行性和有效性。