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基于改进小波阈值的TDLAS系统一次谐波降噪算法研究
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作者 方启明 于庆 张书林 《工矿自动化》 北大核心 2025年第10期78-84,103,共8页
煤矿井下环境复杂,光源波动、噪声及环境干扰等因素均会对可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)系统造成影响,导致其一次谐波光谱信号信噪比降低,严重制约气体检测的精度与稳定性。针对上述问题,提出一种基于改进小波阈值的TDLAS系统一次谐... 煤矿井下环境复杂,光源波动、噪声及环境干扰等因素均会对可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)系统造成影响,导致其一次谐波光谱信号信噪比降低,严重制约气体检测的精度与稳定性。针对上述问题,提出一种基于改进小波阈值的TDLAS系统一次谐波降噪算法。首先,通过枚举算法确定最优小波基与分解层数,得到适配一次谐波光谱信号的最优参数。然后,构建连续可导的阈值函数,解决硬阈值突变与软阈值细节损失的问题。最后,结合一次谐波光谱信号的局部方差设计自适应阈值,使阈值随信号局部特征动态调整,实现噪声与有效信号的精准分离。仿真实验结果表明:与传统小波阈值算法相比,改进小波阈值降噪算法的信噪比提升19.03 dB,均方误差降低98.75%,波形相似系数提升0.0833,降噪性能优于传统小波阈值算法。甲烷检测结果表明:降噪信号在频段上的噪声能量大幅度减少,有用信号集中于目标频段,说明改进小波阈值降噪算法能够有效抑制一次谐波信号噪声。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 小波变换 改进小波阈值 硬阈值函数 软阈值函数 一次谐波光谱信号 自适应阈值
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