基于混沌搜索的改进小波半软阈值去噪

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1、第30卷第1期沈阳航空航天大学学报2013年2月JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．30No．1Feb．2013文章编号：2095—1248(2013)Ol一0057—04基于混沌搜索的改进小波半软阈值去噪张沫，席剑辉(沈阳航空航天大学自动化学院，沈阳110136)摘要：构造一种新的小波半软阈值函数，在阈值范围内对小波系数进行细化处理，更符合自然信号的复杂连续特性；同时引入混沌搜索方法，对阈值可调参数进行遍历搜索，在硬阈值和软阈值之间得到小波系数的最佳估计。采用均方误差(MSE)和信噪比(SNR

2、)对去噪效果进行评价，仿真结果表明该方法保留的小波系数能够恢复出更多的原始信号细节，改进了滤波效果，提高了去噪质量。关键词：小波变换；阈值去噪；混沌；遍历性中图分类号：TP391．7；V261．2文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．01．013Improvedwavelethalf-softthresholddenoisingbasedonchaoticsearchingZHANGMo，XIJian—hui(CoUegeofAutomation，ShenyangAerospaceUnivers

3、ity，Shenyang110136)Abstract：Thispaperconstructsanewwavelethalf-softthresholdfunctiontOfinishrefiningtreatmentofthewaveletcoefficientswithinthethreshold，whichismoresuitabletothecomplexandcontinuouscharacteris-ticsofthenaturalsignal．Meanwhile，thechaoticsearchingmethodisintr

4、oducedandtheadjustableparame-tersofthethresholdfunctionissearchedentirely．Thestudyobtainsthebestestimateofthewaveletcoeffi—cientsbetweenthehardandsoftthreshold．Usingmeansquareerror(MSE)andsignaltonoiseratio(SNR)toevaluatethede—noisingeffect，simulationresultsshowthatmorede

5、tailsoftheoriginalsignalcanberestoredbytheretainedwaveletcoefficientsobtainedbymethodinthispaper，andfilteringeffectsaswellasde．noisingqualityCanbeimproved．Keywords：wavelettransform；thresholdde—noising；chaos；ergodicity小波变换被应用于信号去噪已经取得了较好的效果，得到广泛重视。1995年，Donoho和Johnstone提出了

6、小波硬阈值和软阈值的估计方法¨。2J，该方法在最小均方误差意义下可达近似最优，但有一些潜在的缺陷。采用硬阈值函数时，由于将小于设定阈值门限的估计小波系数直接置零，导致了重构信号的不连续，可能产生振荡，从而使重构信号具有较大的方差；采用软阈值去噪时，由于对大于阈值门限的小波系数整体进行收缩，造成重构信号和原始信号之间存在恒定的偏差，部分高频细节信息丢失。近年来很多学者研究半软阈值方法∞～‘，可以兼顾软阈值和硬阈值方法的优点，降噪效果也优于硬阈值和软阈值方法。但确定阈值可调参数是取得良好去噪效果的难点，目前还没有很好的选取原则。本文在传统硬、

7、软阈值函数的基础上提出了一种改进的可调半软阈值函数，在幅值介于[一丁，列(丁为阈值门限)的估计小波系数与原始收稿日期：2012—11一09基金项目：国家自然科学基金(项目编号：60804025)；国家自然科学基金(项目编号：61074090)；航空基金(项目编号：201lZD54011)作者简介：张沫(1987一)，女，辽宁沈阳人，在读硕士，主要研究方向：运载器综合健康管理，E—mail：dededi0726@163．com；席剑辉(1975一)，女，四川遂宁人，副教授，主要研究方向：多变量时间序列预测、混沌特性分析、模式识别与智能系统，

8、E—mail：xjhui-ol@163．com。58沈阳航空航天大学学报第30卷小波系数之间建立一种非线性函数关系，而不是将其直接置零，大大改善了去噪信号的不连续性；同时，利用Logistic