代荡荡，王先培*，赵 宇，田 猛，龙嘉川，朱国威，张龙飞

1. 武汉大学电子信息学院，湖北 武汉 430072

2. 广西电力科学研究院，广西 南宁 530015

一种改进的奇异值降噪阶次选取方法用于紫外光谱信号去噪的研究

代荡荡1，王先培1*，赵 宇1，田 猛1，龙嘉川1，朱国威1，张龙飞2

1. 武汉大学电子信息学院，湖北 武汉 430072

2. 广西电力科学研究院，广西 南宁 530015

光谱去噪是光谱检测的重要环节。针对光谱信号易受光谱仪热噪声、现场机械振动以及随机噪声等因素影响，而在线监测系统要求减少人为参数选择对去噪效果的影响，提出利用奇异值分解(SVD)理论对光谱信号去噪。提出一种改进的降噪阶次选取方法： 指定奇异值差分谱最大峰值点θ1为所选阶次下界； 利用奇异值、奇异值差分谱综合信息选取阶次上界θ2； 将区间θ1～θ2定义为模糊区域，通过模糊C均值聚类求取隶属度，赋予模糊区域内奇异值相应的权重系数。用所提方法对不同信噪比下SO2紫外光谱信号去噪，将信噪比、均方根误差、波形相似系数、平滑度指标用于去噪效果的评价。去噪结果表明： 所提方法完全基于数据驱动，具有较好的去噪效果，能够真实的恢复原始信号。

光谱去噪； 奇异值分解； 模糊C均值聚类

引 言

光谱技术常用于痕量气体的定性、定量检测[1]。然而在现场运用中，光谱信号不可避免的被某些噪声所干扰。为提高定性、定量精度，光谱降噪显得弥足关键。工程实践中已有许多光谱信号降噪技术出现，如Savitzky-Golay滤波，小波变换(wavelet transform，WT)、小波包变换(wavelet packet transform，WPT)、经验模态分解(empirical mode decomposition，EMD)等时-频分析方法。……