基于新型小波阈值函数的降噪方法研究*
2021-10-11徐方素孙兴伟董祉序王海燕杨赫然
机械工程与自动化 2021年5期
徐方素,孙兴伟,董祉序,王海燕,杨赫然
(1.沈阳工业大学 机械工程学院,辽宁 沈阳 110870;2.沈阳白云机械有限公司,辽宁 沈阳 110027)
0 引言
实际工程中,信号在采集、传播和处理过程中常常受到噪声的污染,导致质量退化,需要对其进行降噪处理[1]。传统的信号降噪方法分为空间域降噪和变换域降噪[2,3],在众多降噪方法中,小波阈值降噪算法由于具有去相关性、多尺度、多分辨率等特性得到了广泛应用[4]。
传统的硬阈值收缩方法存在不连续和不稳定的现象,且对信号中的微小变化较敏感,导致其降噪效果欠佳,而软阈值收缩方法由于具有较好的连续性,降噪效果明显提升,但在小波系数收缩过程中会出现恒定偏差,导致其对信号细节信息的扼杀现象[5]。本文针对以上问题,在现有研究基础上提出了一种新型小波阈值函数,并通过仿真对本文方法的降噪性能进行验证。
1 新型小波阈值降噪方法
1.1 传统小波阈值降噪方法
一个含有噪声的一维小波信号表示如下:
f(t)=s(t)+e(t).
(1)
其中:s(t)为原始信号;e(t)为服从N(0,σ2)分布的高斯白噪声;f(t)为含噪信号。
(1)硬阈值函数表示为:

(2)
(2)软阈值函数表示为:

(3)

虽然传统小波阈值方法在信号降噪方面有一定效果,但仍存在一些明显缺陷:硬阈值函数导致重构信号产生波动,影响降噪效果;软阈值函数具有很好的连贯性,降噪效果显著,但其处理后的小波系数和原始小波系数之间存在恒定偏差,从而影响重构信号和原始信号的逼近程度,最终导致信号边缘失真。……
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