一种通用型基于经验模态分解的小波阈值滤波方法研究 被引量：2

1

作者 丁浩 赵建昕 笪良龙 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第7期71-76,81,共7页

首先针对中高频水声信号,提出一种改进的经验模态分解加小波软阈值滤波方法;然后将信号进行带通滤波处理及经验模态分解,将分解得到的各个模态转换为频域信号,采用小波软阈值方法在频域上对这些模态进行滤波,最后对信号进行重构,并将其... 首先针对中高频水声信号,提出一种改进的经验模态分解加小波软阈值滤波方法;然后将信号进行带通滤波处理及经验模态分解,将分解得到的各个模态转换为频域信号,采用小波软阈值方法在频域上对这些模态进行滤波,最后对信号进行重构,并将其转换为时域信号。分别采用本方法和原时域上的小波阈值方法对不同频率的水声信号进行滤波,经计算分析可知,对频率小于800 Hz的水声信号,采用原方法可获得较好的滤波效果;当信号频率大于800 Hz时,采用本方法的滤波效果更好,因此应针对不同频率的水声信号,选择合适的滤波方法,以获得满意的滤波效果。 展开更多

关键词 滤波 水声 经验模态分解 小波软阈值

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基于CEEMDAN与小波阈值自适应协同滤波的干气密封声发射信号降噪方法

2

作者 刘晓金 《流体机械》 北大核心 2025年第5期110-118,共9页

针对干气密封声发射信号易受背景噪声干扰的特点,提出了一种基于自适应噪声完备经验模态分解(CEEMDAN)与小波阈值自适应协同滤波的干气密封声发射信号降噪方法。采用CEEMDAN对干气密封声发射信号进行分解,得到一系列本征模态函数(IMF)分... 针对干气密封声发射信号易受背景噪声干扰的特点,提出了一种基于自适应噪声完备经验模态分解(CEEMDAN)与小波阈值自适应协同滤波的干气密封声发射信号降噪方法。采用CEEMDAN对干气密封声发射信号进行分解,得到一系列本征模态函数(IMF)分量;根据含噪声较高的IMF分量关联性较弱的特点,通过构建自相关衰减指标,实现对含噪IMF分量的自动筛选;使用小波阈值去噪处理含噪分量,并与剩余分量重构,得到降噪后的信号。使用仿真信号和试验采集真实干气密封声发射信号进行验证,结果表明,与常规小波阈值降噪方法相比,信噪比(RSN)平均提升4.91 dB,均方根误差(ERMS)平均降低44%;与未使用自相关衰减指标筛选IMF分量的方法相比,RSN平均提升了0.45 dB,ERMS平均降低了4.8%;实采干气密封声发射信号降噪后频谱的峰值特征频率更为清晰,去除背景噪声效果显著。研究可为干气密封故障预测与健康管理技术提供支撑。 展开更多

关键词 干气密封 声发射信号降噪 自适应噪声完备经验模态分解 小波阈值降噪 自适应协同滤波

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基于经验模态分解与小波阈值的MT信号去噪方法 被引量：25

3

作者 蔡剑华 王先春 胡惟文 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期303-307,332+161-162,共5页

针对低信噪比大地电磁数据的去噪问题,本文提出了一种基于经验模态分解的小波阈值去噪方法,并给出了方法原理和计算步骤;在与小波变换去噪效果对比的基础上,用仿真实验验证了方法的可靠性,并对安徽和内蒙某地实测数据进行了去噪处理。... 针对低信噪比大地电磁数据的去噪问题,本文提出了一种基于经验模态分解的小波阈值去噪方法,并给出了方法原理和计算步骤;在与小波变换去噪效果对比的基础上,用仿真实验验证了方法的可靠性,并对安徽和内蒙某地实测数据进行了去噪处理。结果表明,本文提出的去噪方法是有效的,去噪后MT信号变得平稳,估算的响应曲线误差棒平均值减小,可为进一步的资料处理和地质解释提供保障。 展开更多

关键词 经验模态分解 小波阈值滤波 大地电磁 去噪

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利用经验模态分解的高频水声信号滤波方法 被引量：3

4

作者 丁浩 赵建昕 笪良龙 《应用声学》 CSCD 北大核心 2016年第4期316-323,共8页

研究了一种高频水声信号的滤波问题,提出了一种改进的经验模态分解加小波阈值滤波方法。首先对信号进行带通滤波处理,再进行经验模态分解,将分解得到的各个模态转换为频域信号,采用小波软阈值方法对这些频域信号进行滤波,最后对信号进... 研究了一种高频水声信号的滤波问题,提出了一种改进的经验模态分解加小波阈值滤波方法。首先对信号进行带通滤波处理,再进行经验模态分解,将分解得到的各个模态转换为频域信号,采用小波软阈值方法对这些频域信号进行滤波,最后对信号进行重构,并转换为时域信号。经数值仿真与试验数据验证表明此方法是可行有效的,与原基于经验模态分解的小波阈值滤波方法相比,本方法滤波效果较好:对不同输入信噪比的仿真信号进行滤波后,本方法的输出信噪比最大提高17.41 d B,滤波后所得信号与加噪前纯信号的相关系数最大提高0.90;对实验数据进行滤波后,不同时间段信号的相关系数最大提高0.62。 展开更多

关键词 经验模态分解 小波软阈值 高频信号 滤波 水声

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基于改进完备集成经验模态分解的钢丝绳缺陷漏磁检测方法 被引量：4

5

作者 钟小勇 陈科安 张小红 《工矿自动化》 北大核心 2022年第7期118-124,共7页

钢丝绳小缺陷信号往往被淹没在股波噪声中,存在钢丝绳小缺陷检测困难、易漏检等问题。针对该问题,提出了一种基于改进完备集成经验模态分解(ICEEMD)的钢丝绳缺陷漏磁检测方法。为了避免钢丝绳表面润滑剂或尘埃对检测信号造成影响,采用... 钢丝绳小缺陷信号往往被淹没在股波噪声中,存在钢丝绳小缺陷检测困难、易漏检等问题。针对该问题,提出了一种基于改进完备集成经验模态分解(ICEEMD)的钢丝绳缺陷漏磁检测方法。为了避免钢丝绳表面润滑剂或尘埃对检测信号造成影响,采用电磁检测法。将ICEEMD、小波阈值滤波(WTF)、维纳滤波(WF)相结合,得到ICEEMD-WTF-WF多级降噪方法:通过ICEEMD分解钢丝绳漏磁信号,得到本征模态函数(IMF)分量;计算IMF分量的能量比、排列熵、互相关系数,取出IMF趋势分量和IMF股波噪声分量,并对股波噪声分量进行WTF,筛选有用的IMF分量重构信号;对重构后的信号进行WF,去除随机噪声。提取降噪后的缺陷特征值,输入BP神经网络并进行训练,识别钢丝绳缺陷漏磁信号。实验结果表明:ICEEMD-WTF-WF多级降噪方法对钢丝绳漏磁信号具有良好的降噪效果,信噪比、峭度指标优于WTF、移动平均滤波和WF;基于ICEEMD-WTF-WF的BP神经网络模型检测耗时短,对小缺陷的平均准判率达到98.13%,能较好地满足钢丝绳缺陷检测要求。 展开更多

关键词 钢丝绳 小缺陷检测 漏磁检测 改进完备集成经验模态分解 小波阈值滤波 维纳滤波 多级降噪

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基于CEEMDAN阈值滤波的磁场信号去噪模型 被引量：8

6

作者 董晓芬 陈国光 +2 位作者 田晓丽 闫小龙 赵归平 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期919-925,共7页

地磁导航是弹药飞行技术中常用的一种姿态测量方法,其关键是获得精确的地磁场测量值。针对磁场测量信号中存在的随机噪声信号,本文提出了一种具有自适应噪声的完整集成经验模态分解(CEEDMAN)和自相关系数结合的地磁信号去噪方法。首先通... 地磁导航是弹药飞行技术中常用的一种姿态测量方法,其关键是获得精确的地磁场测量值。针对磁场测量信号中存在的随机噪声信号,本文提出了一种具有自适应噪声的完整集成经验模态分解(CEEDMAN)和自相关系数结合的地磁信号去噪方法。首先通过CEEMDAN方法对地磁信号进行完备的分解,并利用自相关系数和傅里叶变换确定分解后的噪声分量与有效分量的界限。在此基础上,采用小波软阈值方式提取含噪声分量信号中的有用信号,最后进行信号重构。通过对实际磁场信号的分析表明,使用CEEMDAN阈值去噪算法处理磁场信号相对于CEEMDAN强制滤波算法,其均方根误差降低了10.52%,信噪比提升了1.156 dB,椭圆间的几何距离下降了13.87%,表明本文所采用的滤波方法可以对磁场信号进行有效的去噪,提取有用信号。 展开更多

关键词 自适应噪声 完备集成经验模态分解 自相关函数 小波阈值 滤波去噪

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心电信号平滑分解阈值去噪方法 被引量：8

7

作者 张淼 魏国 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1329-1339,共11页

小波分解去噪效果取决于小波函数的选择,经验模态分解存在模态混叠,总体经验模态分解需要大量的重复分解计算。为了解决以上问题,本文基于平滑滤波原理提出了平滑分解阈值去噪方法,用于心电信号去噪。首先将含噪心电信号分解为从高频到... 小波分解去噪效果取决于小波函数的选择,经验模态分解存在模态混叠,总体经验模态分解需要大量的重复分解计算。为了解决以上问题,本文基于平滑滤波原理提出了平滑分解阈值去噪方法,用于心电信号去噪。首先将含噪心电信号分解为从高频到低频的多个平滑分解分量,建立边界阈值将其分成3组:含高频噪声分量组、有用信号分量组和低频噪声分量组。提出时变阈值和区间阈值,对含高频噪声分量组去噪。由去噪的含高频噪声分量组和有用信号分量组重构心电信号。通过对仿真和MIT-BIH真实心电信号的去噪实验表明:实验范围内的信噪比提升19.656~2.448 dB;相关系数0.885~0.999;能量比接近于1。去噪心电信号的P波、T波和QRS波完整清晰,波形位置、形态和幅值与源信号一致,具有实际临床应用价值。 展开更多

关键词 平滑滤波 平滑分解 经验模态分解 小波分解 时变阈值 区间阈值 心电去噪 阈值去噪

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去除爆炸冲击波信号高频噪声的联合处理方法 被引量：3

8

作者 刘宇 李新娥 +1 位作者 崔春生 李顺 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期61-66,共6页

爆炸场采集的冲击波信号存在高频噪声干扰,为了提高滤除高频噪声干扰的精度,提出了希尔伯特黄变换(HHT)与Bessel联合的信号处理方法。采用经验模态分解(EMD)得到一系列固有模态函数(IMF)和余量,通过对各IMF与原始信号互相关系数的分析,... 爆炸场采集的冲击波信号存在高频噪声干扰,为了提高滤除高频噪声干扰的精度,提出了希尔伯特黄变换(HHT)与Bessel联合的信号处理方法。采用经验模态分解(EMD)得到一系列固有模态函数(IMF)和余量,通过对各IMF与原始信号互相关系数的分析,初步判断出含噪IMF,并利用希尔伯特变换(HT)确定含噪IMF;同时,采用Bessel低通数字滤波器对含噪IMF进行处理;最后,将Bessel处理后的IMF、纯净的IMF和余量进行重构得到处理后的信号。试验结果表明:与目前已有的爆炸冲击波信号处理方法对比,该方法信噪比更高,均方根误差更小,超压峰值和原始信号的超压峰值较为贴近,去噪精度更高,去除了高频干扰,保留了0~70 kHz反映冲击波本征特点的信号,提高了信号分析的准确性。 展开更多

关键词 信号处理 希尔伯特黄变换 Bessel滤波器 经验模态分解 小波阈值

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基于EMD的前后置滤波语音增强算法 被引量：3

9

作者 潘晴 冉福星 李雅昆 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第3期33-39,共7页

针对低信噪比下语音增强困难的问题及经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)在语音增强中的有效应用,提出了一种基于EMD的前后置滤波语音增强算法.将含噪语音信号进行卡尔曼滤波后做EMD分解,采用能量阈值法判断出含有残余噪... 针对低信噪比下语音增强困难的问题及经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)在语音增强中的有效应用,提出了一种基于EMD的前后置滤波语音增强算法.将含噪语音信号进行卡尔曼滤波后做EMD分解,采用能量阈值法判断出含有残余噪声的本征模态函数(IMF),对其小波变换后与其余IMF重构为最终的语音增强信号.实验表明,在输入信噪比为-10~5dB的不同噪声环境下,以时域分段信噪比及语音质量感知评测PESQ作为评价指标,效果均优于单独的EMD、小波软阈值法及卡尔曼滤波算法,是一种有效的语音增强算法. 展开更多

关键词 卡尔曼滤波 经验模态分解 能量阈值 小波变换

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融合TVF-EMD和CNN-GRU锅炉受热面能效预测 被引量：1

10

作者 王楠 胡永涛 +2 位作者 王康杰 崔方舒 史元浩 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期67-75,共9页

电站锅炉受热面积灰是导致锅炉热效率降低,甚至影响锅炉出力的重要因素之一,因此对锅炉受热面积灰结垢状况的精准预测是优化提升锅炉能效的前提。针对这一问题,本文以300 MW电站锅炉省煤器的清洁因子为研究对象,提出了一种融合基于时变... 电站锅炉受热面积灰是导致锅炉热效率降低,甚至影响锅炉出力的重要因素之一,因此对锅炉受热面积灰结垢状况的精准预测是优化提升锅炉能效的前提。针对这一问题,本文以300 MW电站锅炉省煤器的清洁因子为研究对象,提出了一种融合基于时变滤波器的经验模态分解(time-varying filtered empirical mode decomposition,TVF-EMD)和卷积门控神经单元(convolutional neural network gated recurrent unit,CNN-GRU)的组合模型来预测锅炉受热面能效变化情况。首先通过改进的小波阈值法对非线性非平稳的清洁因子原始数据进行预处理,去除噪声和异常值;再通过TVF-EMD对处理后的数据进行分解得到预设好的本征模态分量,根据自相关系数对阈值大于0.2的分量进行叠加重构,在保留原始数据重要特征的同时降低相关性低的分量对预测精度的影响;最终将重构后的信号利用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)强大的特征提取能力和门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)的时序记忆能力,建立输入与输出之间的非线性关系,实现较为精准的时间序列预测。研究结果表明,利用TVF-EMD进行分解相比直接进行预测可以提升9.62867%的预测精度,为后续优化及制订更加合理的吹灰策略提供了理论和技术支持。 展开更多

关键词 清洁因子 时变滤波器 经验模态分解 小波阈值法 卷积门控神经单元

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基于HHT的高坝泄流结构工作模态参数辨识 被引量：6

11

作者 张建伟 朱良欢 +2 位作者 江琦 赵瑜 郭佳 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期777-783,804,共7页

基于高坝的工作特点,提出一种适用于泄流结构的工作模态参数时域辨识方法。对于低信噪比泄流结构振动信号,首先,利用小波阈值-经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)联合滤波方法滤除低频水流脉动噪声和高频白噪声,得到... 基于高坝的工作特点,提出一种适用于泄流结构的工作模态参数时域辨识方法。对于低信噪比泄流结构振动信号,首先,利用小波阈值-经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)联合滤波方法滤除低频水流脉动噪声和高频白噪声,得到结构振动有效信息;然后,通过希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,简称HHT)原理辨识结构系统的固有频率及阻尼比;最后,结合奇异熵增量理论对系统模态进行定阶和模态验证。仿真研究表明,该方法能够有效避免模态分解中的频率混杂,具有较强的鲁棒性以及较高的辨识精度。将该方法应用于三峡重力坝5号溢流坝段,可准确辨识出结构系统的工作模态参数,为研究高坝泄流结构安全运行与在线无损动态检测提供基础。 展开更多

关键词 泄流激励 工作模态 参数辨识 小波阈值-经验模态分解联合滤波 希尔伯特-黄变换

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基于WTSD-EMDLPF的低频振荡信号降噪

12

作者 李昕 陈坚 《噪声与振动控制》 CSCD 2020年第4期125-131,共7页

针对电力系统低频振荡信号监测易受环境、设备等噪声污染问题,提出联合小波阈值软降噪和经验模态分解低通滤波的降噪方法,称之为WTSD-EMDLPF。首先,通过小波阈值软降噪滤除大部分白噪声,再利用经验模态分解低通滤波去除经验模态分解的... 针对电力系统低频振荡信号监测易受环境、设备等噪声污染问题,提出联合小波阈值软降噪和经验模态分解低通滤波的降噪方法,称之为WTSD-EMDLPF。首先,通过小波阈值软降噪滤除大部分白噪声,再利用经验模态分解低通滤波去除经验模态分解的首个固有模态分量以进一步减弱残余噪声,最后合成余下固有模态分量,重构低频振荡信号。运用数值信号算例、IEEE四机两区域系统产生的有功功率低频振荡信号算例仿真以及北美电网实测数据的降噪实验分析,证明WTSD-EMDLPF对低频振荡信号降噪的有效性。 展开更多

关键词 声学 低频振荡信号 小波阈值硬降噪 小波阈值软降噪 经验模态分解低通滤波 WTSD-EMDLPF

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基于EEMD和LSTM的轴承故障识别模型

13

作者 黄聪 周军晖 董晋明 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第8期96-102,共7页

滚动轴承作为列车走行部的核心组成部分,其工作状态直接决定着整个列车的安全性。车辆轴承的异常振动信号多为非平稳非线性信号,针对传统时频分析方法对该类信号处理的局限性,文中提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)和长短期记忆神... 滚动轴承作为列车走行部的核心组成部分,其工作状态直接决定着整个列车的安全性。车辆轴承的异常振动信号多为非平稳非线性信号,针对传统时频分析方法对该类信号处理的局限性,文中提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)和长短期记忆神经网络(LSTM)的故障识别模型。针对传统HHT中经验模态分解EMD的模态混叠等问题,提出了采用一种改进的集合经验模态分解方法(EEMD),有效地分解原始振动数据,并通过相关系数法剔除趋势项分量,从而更好地识别轴承故障,并有效地预测轴承的故障情况。通过小波阈值法对高频含噪分量去噪,对去噪后的高频分量和低频信息分量进行加权重构,采用Hilbert-Huang变换来优化处理流程,计算出时间-瞬时频率-瞬时能量之间的相互关系。将Hilbert谱输入至长短期记忆神经网络(LSTM)中提取特征,判断车辆轴承的故障模式。文中试验结果表明:该模型可有效实现对轨道车辆轴承振动的特征提取,并对其故障形式给出高置信度的诊断。 展开更多

关键词 车辆轴承 故障诊断 经验模态分解 希尔伯特-黄变换 长短期记忆网络 小波阈值降噪

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考虑不同库水耦合模式的拱坝振动特性分析 被引量：4

14

作者 张建伟 曹克磊 +3 位作者 赵瑜 江琦 刘晓亮 暴振磊 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1183-1189,共7页

为探讨不同库水模型对拱坝结构动力特性的影响,结合拉西瓦工程实例,分别建立附加质量模型与流固耦合（fluid solid interaction,简称FSI）系统耦合模型进行动力特性分析,并将仿真结果与依据小波阈值-经验模态分解联合滤波的随机子空间（... 为探讨不同库水模型对拱坝结构动力特性的影响,结合拉西瓦工程实例,分别建立附加质量模型与流固耦合（fluid solid interaction,简称FSI）系统耦合模型进行动力特性分析,并将仿真结果与依据小波阈值-经验模态分解联合滤波的随机子空间（stochastic subspace identification,简称SSI）法辨识结果进行对比。结果表明：两种模型均可反映结构的振动特性,附加质量模型计算结果与辨识结果的频率误差为0.41%~7.55%;FSI系统耦合模型计算结果误差为0.09%~3.19%,且同阶次频率误差均比附加质量模型小,相邻阶次的频率间隔相对稳定,弥补了附加质量模型的模态缺失现象。FSI系统耦合模型在模拟阶数和精度方面都优于附加质量模型,能更全面、准确地反映坝体振动信息,可在拱坝结构动力特性分析中推广应用,亦可作为后续拱坝结构损伤诊断研究的基准有限元模型。 展开更多

关键词 拱坝 附加质量模型 流固耦合系统模型 小波阈值及经验模态分解联合滤波 随机子空间模态辨识

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脉冲激光雷达信号降噪方法对比 被引量：3

15

作者 陈冬 王江安 康圣 《舰船科学技术》 2011年第4期93-97,共5页

研究了脉冲激光雷达大气后向散射回波信号特性,介绍了一种以H ilbert-Huang变换(HHT)为基础的滤波新方法——固有模态(EMD)分解滤波,并与扩展卡尔曼滤波(EKF)、小波阈值滤波算法进行对比。针对典型大气条件下回波信号特点进行仿真,对各... 研究了脉冲激光雷达大气后向散射回波信号特性,介绍了一种以H ilbert-Huang变换(HHT)为基础的滤波新方法——固有模态(EMD)分解滤波,并与扩展卡尔曼滤波(EKF)、小波阈值滤波算法进行对比。针对典型大气条件下回波信号特点进行仿真,对各种方法在不同信噪比信号条件下滤波效果进行评价,分析它们的优缺点。仿真结果证明:EKF法仅在均匀大气高信噪比条件下滤波效果较好;小波阈值方法具有更强的适应性,是中低信噪比条件下的最优算法;EMD分解滤波具有很高研究价值,该方法在高信噪比条件下处理效果最好,是现有方法的必要补充。综合运用3种方法才能使滤波效果达到最佳。 展开更多

关键词 激光雷达 后向散射 小波阈值滤波 经验模态分解

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基于欠阻尼混合势随机共振的微弱信号检测方法 被引量：2

16

作者 任学平 李飞 李志星 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第10期1365-1373,共9页

针对强噪声背景下机械设备微弱信号的检测问题,即其微弱故障的诊断问题,提出了一种自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)—小波阈值联合降噪方法与欠阻尼混合势随机共振(UMPSR)相结合的微弱信号检测方法。首先,建立了欠阻尼混合势... 针对强噪声背景下机械设备微弱信号的检测问题,即其微弱故障的诊断问题,提出了一种自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)—小波阈值联合降噪方法与欠阻尼混合势随机共振(UMPSR)相结合的微弱信号检测方法。首先,建立了欠阻尼混合势随机共振模型,描述了势函数的特点,从理论上推导出了系统的输出信噪比,并分析了在不同参数下,信噪比和噪声强度的关系;然后,对原始信号进行了预处理,将降噪后的重构信号输入系统模型,利用自适应模拟退火粒子群算法对系统参数进行了优化,实现了随机共振系统的最佳匹配;最后,将所提方法应用于仿真故障信号和滚动轴承内圈故障的实验中,并将其结果与采用混合势随机共振(MPSR)方法所得结果进行了对比。研究结果表明:当故障频率为50 Hz和212.85 Hz时,相比于混合势随机共振方法,经欠阻尼混合势随机共振处理后的故障频率处的频谱峰值更高,且噪声干扰更少;该结果可以有效地提高滚动轴承故障信号检测能力。 展开更多

关键词 机械故障诊断 自适应噪声完备集合经验模态分解 小波阈值联合降噪 欠阻尼混合势随机共振 噪声强度 信噪比 频谱峰值

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