非线性小波阈值选取形式对小波降噪效果的影响分析.pdf

《非线性小波阈值选取形式对小波降噪效果的影响分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第27卷第3期四川理工学院学报(自然科学版)Vo1．27No．3文章编号：1673-1549(2014)03-0050-05DOI：10．11863／j．suse．2014．03．12非线性小波阈值选取形式对小波降噪效果的影响分析周大志，钟功祥，吴英(1．四川盐业地质钻井大队，四JII自贡643000；2．西南石油大学机电工程学院，成都6105003．自贡天龙化工有限公司，四川自贡643000)摘要：基于4种非线性小波阈值选取形式(rigrsure、sqtwolog、heursure和minimaxi)对小波降噪效果的影响进行了研究。通过在基本组成信号上添加不同强度的高

2、斯白噪声，形成信噪比为一l5dB、一10dB、一5dB、0dB、5dB、10dB、15dB的信号，使用小波降噪准则(能量比和标准差)为性能评价标准，分别得到能量比和标准差随着信噪比的变化趋势对比图。从而得出，能量比变化趋势近似呈“正弦函数”形式的光滑曲线，标准差变化趋势近似呈“指数函数”形式光滑曲线，且在rigrsure阈值选取形式下对构造的含噪信号降噪效果最好，为小波降噪时选择非线性小波阈值形式提供一定的理论依据。关键词：小波降噪；阂值形式；降噪准则；信噪比中图分类号：TN91l文献标志码：A值形式提供一定的理论依据。引言1小波降噪实际采集的振动信号的特征之一是信噪比

3、低，要在测得的振动信号里很容易地提取故障特征量，首先要进1．1小波降噪原理行的就是信号降噪处理，提高其信噪比。而目前常用的设一个没有噪声的信号为．厂(n)，被噪声污染后信信号降噪方法有滤波器降噪法(包括高通、低通、带通滤号为S(n)，则基本噪声模型为：波)、相关降噪法(包括自相关、互相关降噪)、奇异值分s(n)=I厂(n)+Ore(n)解降噪法、小波降噪法等，不过由于具有自适应调节作式中，e()为噪声，为噪声强度。降噪过程就是要抑用阈值降噪的特性⋯，小波降噪是最有效的方法。因制e(n)而恢复-厂(n)，如图1所示。此，对于小波降噪法，作用阈值的选取形式是降噪效果l塑坠卜

4、_]优劣的关键之一。●本文通过在构成复杂信号的基本信号源上添加不一圆一同强度的高斯白噪声形成信噪比为一15dB、一10dB、匝]_-_J一5dB、0dB、5dB、10dB、15dB的信号，用这些不同信噪比的信号作为降噪测试信号，依据降噪的评价准则，／一原始信号；一噪声信号；一含噪声原始信号图1小波降噪过程对不同非线性小波阈值选取形式降噪后能量比和标准差进行作图对比分析，从而得出不同阈值形式下的降噪从图1降噪过程看出，带噪声的信号在小波分解后效果与结论，为以后信号小波降噪时选择非线性小波阈得到的各层的分解系数时，需要作用阈值对小波系数进收稿日期：2013-l2-12作者简

5、介：周大志(1986‘)，男，四川资阳人，硕士，主要从事石油天然气装备与工具方面的研究，(E-mail)swpu2012@qq．corn箜Z鲞箜塑—月大志等：非线性小波阈值选取形式对小波降噪效果的影响分析51行舍取，也就是对信号进行降噪，得到取舍后的小波系为了在同等条件下对不同非线性小波变换阈值形式降数，重构信号，这一过程叫做小波降噪过程。噪的对比，为此，选取降噪用的小波基为sym8，小波分1．2非线性小波变换的阈值形式解层数为5层，阈值重构方法为Sin，并采用软阈非线性小波变换阈值的基本原则是根据降噪前后值形式。信号在最坏情况下方差最小的原则来确定一个统一的再根据实际

6、振动信号信噪比低的特点，在基本信号非线性小波变换阈值，然后截取超出这个阈值的系数。源上添加不同强度的高斯白噪声形成信噪比为～15阈值选取形式如下：dB、一10dB、一5dB、0dB、5dB、10dB、15dB的信号J，(1)基于Stein无偏似然估计(SURE)的软阈值估用这些不同信噪比的信号作为降噪测试信号进行非线计(rigrsure)。性小波阈值形式对比分析。(2)长度对数阈值(sqtwolog)：2．3非线性小波阈值降噪仿真实验t=t·分别对不同的信号源添加不同强度的自噪声形成其中，t为最小极大方差的阈值；N为信号长度。不同信噪比的信号，进行不同非线性小波阈值形式

7、的小(3)启发式(SURE)阈值(heursure)。波降噪分析，得出不同信号运用不同非线性小波阈值形(4)最小极大方差阈值(minimaxi)：式在不同信噪比下进行小波降噪后的能量比和标准差，fON≤32根据能量比和标准差绘制各自的降噪能力趋势对比图。￡=<【0及信号降噪后的部分对比图，从而清楚地得到在不同阈．3936+0．18297logaN>321．3小波降噪准则值形式下降噪能力，如图2～图l1所示。⋯，⋯一一l：一，，⋯阈值降噪必须满足降噪准则，即降噪后信号的光滑性与相似性。降噪准则在阈值形式选择上可以表现为+由m，嗣懂-II．-