光纤传感信号中小波去噪的最优分解尺度确定方法
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陈勇(1963-),男,四川成都人,博士,教 授,主要从事自动化及控制、光纤传感及测量技术研究.

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国家自然科学基金(61275077)和重庆市基础与前沿研究计划(cstc2013jcyjA40052)资助 项目 (1.重庆邮电大学 工业物联网与网络化控制教育部重点实验室,重庆 400065; 2.重庆邮电大学 光纤通信技术重点实验室,重庆 400065)


Determination of the optimal decomposition scale in wavelet de-noising of optical fiber sensing signal
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    摘要:

    小波分解尺度选择是小波去噪中的关键,分解尺度 过大或过小,都会直接影响传感信号去噪的质量。本文 通过分析常规的分解尺度选择方法,引用指标融合算法原理从图形和统计两个角度出发选用 信噪比(SNR)、均方 根误差(RMSE)、平滑度r以及信号偏差(BIAS)4项评价指标融合 成一项指标,采用指数函数对融合指标进行拟合,并提出 一种拐点判别公式来准确判定最优分解尺度。然后,采用所提方法,结合改进的阈值和阈值 函数,对实验 信号进行最佳分解尺度寻优,实验验证结果表明,本文方法所确定的最优分解尺度对应的中 心波长反射率与实际值相符,因此能够获得更优的去噪效果。

    Abstract:

    In demodulating process of optical fiber sensing,the existence of the noise is inevitable,seriously affecting system′s precision to demodulate central wavelength.The wavelet de-n oising method with its good ability of time-frequency localization,multi-resolution analysis and handlin g nonlinear problem in the field of optical fiber sensing de-noising has been widely used,and it is crucial to sel ect the optimization decomposition scale,since the decomposition scale will affect t he quality of denoising directly.Based on the analysis of conventional and proposed methods of decomposition scale selection,a multi-indicator fusing method is quoted to fuse signal to noise ratio,root mea n square error,smoothness and bias of signal into a comprehensive evaluating indicator,and process the fusion indicator with exp onential fitting algorithm and present an inflection point judgment formula to determine the optimal decompo sition scale.And then, combined with better threshold and improved threshold function,with experimenta l signal,the best decomposition scale is chosen in this presented method.The experimental results show that the reflectivity rate of central wavelength,with optimal decomposition scale selected in this method,is consist ent with the real values.Thus,the proposed method shows better performance in de -noising.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

陈勇,陈丽娟,刘焕淋,王坤,杨雪.光纤传感信号中小波去噪的最优分解尺度确定方法[J].光电子激光,2013,(12):2372~2376

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  • 收稿日期:2013-04-26
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