改善FBG含噪信号的小波阈值自寻优方法
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陈勇(1963-),男,四川成都人,博士, 教授,主要从事光纤传感及测量技术的研究.

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国家自然科学基金(61275077)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)


Improvement of FBG de-noising with the self-optimizing method of wavelet threshold
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    摘要:

    光纤布拉格光栅(FBG)传感系统的关键是精确 解调中心波长,噪声是影响解调中心波长的主要因 素。为了消除噪声,获取真实的传感信号,本文研究了非线性去噪 法。非线性去 噪通常的方法采用小波阈值去噪。小波阈值去噪的核心是阈值函数及其阈值的选取。首先, 分析了传 统的阈值函数和阈值选取存在的问题,改进了自寻优阈值选取策略;其次,提出了折中法阈 值函数中系数 a(调节因子)的最优值选取方法。仿真和实验结果表明:随着a的取值不同,会 获得不同的信噪比(SNR),但a在 0.40~0.45范围内分别平均变化的去噪效果较好;与传 统软硬阈值去噪法相比,SNR提高了2~4dB,均方差(MSE)分别平均降低了0.2~0.5 ;与参考的改进阈值去噪法相比,SNR提升了1dB,MSE降低了0.1。本文方法优于文献中提到的阈值函数的去噪效果,处理含噪信号能获得较好 的SNR和MSE性能,而且方法简单。

    Abstract:

    To demodulate the central wavelength precisely is the key of FBG sensor sy stem.How to de-noising is a challenging problem.In order to gain the drift of wavelength and achieve the me asurement of ambient environment parameters precisely,nonlinear de-noising methods are investigated in this paper.Wavelet threshold de-noising is usually a method of nonlinear de-noising.The selection of threshold function and threshold value is important in wavelet threshold de-noising.Firstly,this paper analyze s the problem of choosing the threshold function and threshold in traditional soft and hard threshold de -noising,and then improves the self-optimizing threshold.Secondly,the paper proposes a method of gaining the o pt imal value of a (regulatory factor) in the compromising threshold function.Simulation and experiment results show t hat the signal-to-noise ratio (SNR) changes with a.When the value of a changes betwee n 0.40and 0.45,the effect of de-noising will become better. Compared with the traditional soft threshold and hard threshold methods,the SNR is increased by 2-4dB,and the mean square root error (MSE) is reduced by 0.2-0. 5.While compared with the reference improved threshold method,the SNR is improved by 1dB and the M SE is reduce d by 0.1.The overall de-noising effect is better than t he others.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

陈勇,王坤,刘焕淋,陈丽娟,贺明玲.改善FBG含噪信号的小波阈值自寻优方法[J].光电子激光,2013,(6):1053~1058

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  • 收稿日期:2012-11-16
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