復雜微弱光信號小波濾波算法研究

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復雜微弱光信號小波濾波算法研究

作者:袁明 張洋 閆繼送

來源:《科技與創新》2019年第10期

????????摘要:針對復雜微弱光信號檢測中對濾波算法的需求,提出了改進局部閾值小波濾波算法,并利用后向拉曼散射信號檢測數據驗證了該算法的可行性,取得了較好的濾波效果。

????????關鍵詞:微弱光信號檢測;小波閾值濾波;閾值處理;后向拉曼散射信號

????????中圖分類號:TP212.1

????????文獻標識碼:A

????????DOI: 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.061

????????在光電測試儀器及傳感設備的系統組成中,對微弱光信號的檢測非常重要,當被測光強度低至- 80 dBm時,對微弱光信號的檢測非常困難,不僅對光電轉換電路提出了很高要求,后期光電信號的濾波算法對微弱信號的檢測也極為重要。本文通過對小波濾波算法中的全局閾值濾波算法進行了分析[1],并提出了一種局部閾值濾波算法,搭建了微弱信號檢測試驗,證明了局部閾值濾波算法的濾波效果。

????????1 小波濾波

????????小波濾波即為通過小波變換進行信號的濾波處理,將被測信號映射到小波域,根據被測信號和噪聲的小波系數在不同尺度上具有不同的性質和機理,對含有噪聲信號的小波系數進行處理,通過減少和剔除噪聲產生的小波系數,最大限度地保留真實信號的小波系數,然后通過小波逆變換重構濾波后的信號[2]。

????????2 小波變換閾值濾波算法

????????小波變換具有能量集中特性,它能夠將有效信號的能量集中到少數小波系數上,由于白噪聲在任何正交基上的變換仍然屬于白噪聲,在經過小波變換后的噪聲的小波系數值能量分散且幅值較小。因此,經過小波變換后的有效信號的小波系數大于噪聲的小波系數值。通過選擇一個合適的閾值九,去掉低于閾值九的小波系數,對高于閾值九的小波系數予以保留或進行收縮,就可以達到保留有用信號、去除噪聲的目的。迭加了白噪聲的有限長的信號公式為:

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