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基于FFT奇异值分解的光谱信号去噪算法 被引量：17
1
作者 朱红求 程菲 +2 位作者 胡浩南 周灿 李勇刚 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期277-281,共5页
微型光谱仪在采集光谱信号过程中,光谱数据经常受到来自仪器光学系统和电子电路中的干扰出现噪声和光源特征峰,严重干扰了真实光谱信号的图谱特征,因此需要使用合理的预处理方法保留光谱信号中有用信号并尽可能过滤噪声信号同时将光源... 微型光谱仪在采集光谱信号过程中,光谱数据经常受到来自仪器光学系统和电子电路中的干扰出现噪声和光源特征峰,严重干扰了真实光谱信号的图谱特征,因此需要使用合理的预处理方法保留光谱信号中有用信号并尽可能过滤噪声信号同时将光源特征峰滤除,从而提高光谱信息定量分析的稳健性和准确性。并且在线检测系统要求尽可能减少人为参数选择对去噪效果的影响,奇异值分解经常应用于由系统电路引起的噪声去噪,奇异值降噪阶次的选取对提高信号信噪比十分关键,但是往往参数选取主要依赖经验调试和实验验证。因此,提出了一种基于奇异值重构信号分量频率的光谱信号去噪算法。该算法首先重构原始光谱信号单个奇异值分量信号,然后对每个奇异值分量信号作快速傅里叶变换,得到每个奇异值分量信号快速傅里叶变换结果中振幅最大所对应的频率值,最后按照奇异值递减方式对相应分量信号频率值进行一阶滞后差分,得到频率差分谱,研究表明,差分谱第一个谱峰值在大于设定阈值处所对应的奇异值即为奇异值分解降噪的有效阶次。结果表明:对包含多种重金属离子的溶液在线测量的紫外可见光谱信号,添加不同强度的随机噪声,并进行去噪处理,使用信噪比和均方根误差两个性能指标进行对比。所提算法相较于SG滤波算法和小波变换去噪算法信噪比分别提高了22.05%,10.88%,均方根误差分别降低了74.28%,41.29%。所提算法完全基于数据驱动,在处理真实紫外可见光谱信号中不仅抑制了噪声影响,而且将微型光谱仪的光源特征峰有效滤除,在紫外可见光谱信号的定量分析中具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 奇异值分解 FFT 光谱去噪 有效阶次 谱峰
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基于单边波动谱的奇异值分解降噪有效阶次确定方法 被引量：2
2
作者 张安 陈明义 马增强 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2019年第4期73-80,共8页
针对奇异值分解降噪中奇异值有效阶次难以确定的问题,提出了一种基于单边波动差分谱的奇异值分解降噪有效阶次确定方法。该方法首先将振动信号构造成hankel矩阵,再进行奇异值分解,利用分解所得的奇异值得到波动差分谱,最后根据波动差分... 针对奇异值分解降噪中奇异值有效阶次难以确定的问题,提出了一种基于单边波动差分谱的奇异值分解降噪有效阶次确定方法。该方法首先将振动信号构造成hankel矩阵,再进行奇异值分解,利用分解所得的奇异值得到波动差分谱,最后根据波动差分谱的单边极大值来确定奇异值有效阶次。通过仿真数据以及实际轴承故障数据的分析,证明该方法能够有效提高信号的信噪比,为后续诊断工作奠定了良好基础。 展开更多
关键词 奇异值分解 有效阶次 波动差分谱 降噪
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基于结构风险最小化原则的奇异值分解降噪研究 被引量：19
3
作者 朱启兵 刘杰 +1 位作者 李允公 闻邦椿 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期204-207,共4页
针对奇异值分解降噪中矩阵有效秩的阶次难以确定的问题,提出了利用结构风险最小化原则来确定矩阵的有效秩阶次的新方法。该方法依据统计学习理论,把有效秩阶次的选择看作是一个学习过程,利用结构风险最小化原则来代替传统的经验风险最小... 针对奇异值分解降噪中矩阵有效秩的阶次难以确定的问题,提出了利用结构风险最小化原则来确定矩阵的有效秩阶次的新方法。该方法依据统计学习理论,把有效秩阶次的选择看作是一个学习过程,利用结构风险最小化原则来代替传统的经验风险最小化,从而自动得到奇异值分解降噪中矩阵的有效秩。仿真表明,该方法不但具有较好的降噪精度和算法稳定性,而且降低了消噪模型算法的复杂度。 展开更多
关键词 奇异值分解降噪 结构风险最小化 统计学习 有效秩阶次
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基于拟合误差最小化原则的奇异值分解降噪有效秩阶次确定方法 被引量：18
4
作者 崔伟成 许爱强 +1 位作者 李伟 孟凡磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期132-137,共6页
为了最大限度地提高旋转机械设备故障振动信号的信噪比,研究了奇异值分解降噪的原理,提出了一种新的奇异值分解降噪有效秩阶次的确定方法。首先,对振动信号进行相空间重构,对吸引子轨迹矩阵进行奇异值分解;然后,按不同的阶数,将奇异值... 为了最大限度地提高旋转机械设备故障振动信号的信噪比,研究了奇异值分解降噪的原理,提出了一种新的奇异值分解降噪有效秩阶次的确定方法。首先,对振动信号进行相空间重构,对吸引子轨迹矩阵进行奇异值分解;然后,按不同的阶数,将奇异值分成信号组和噪声组,对每次分组的结果,以阶数为自变量、以奇异值为因变量,拟合成信号特征奇异值曲线和噪声特征奇异值曲线,并求拟合误差;最后,将拟合误差最小值对应的奇异值阶数确定为有效秩阶次,并进行奇异值分解降噪。通过数值仿真和实际齿轮故障数据分析,表明该方法可以有效地提高信号的信噪比,为后期的故障特征提取创造有利条件。 展开更多
关键词 奇异值分解 降噪 有效秩阶次 拟合误差最小化
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SVD归一化强度软阈值降噪方法及其应用 被引量：7
5
作者 陈涛 王立勇 +1 位作者 唐长亮 徐小力 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第8期71-75,共5页
为提取被噪声干扰的有效轴承故障特征信息,提出一种SVD归一化强度降噪方法,并对有效奇异值进行软阈值处理,降低噪声的干扰。轴承信号降噪结果表明,在不同的噪声强度干扰下,该降噪方法均能够保留源信号中的主要频率信息,大幅提高信噪比;... 为提取被噪声干扰的有效轴承故障特征信息,提出一种SVD归一化强度降噪方法,并对有效奇异值进行软阈值处理,降低噪声的干扰。轴承信号降噪结果表明,在不同的噪声强度干扰下,该降噪方法均能够保留源信号中的主要频率信息,大幅提高信噪比;该方法较SVD差分谱方法能够有效提取故障特征频率信息,避免信号的过降噪。SVD归一化强度软阈值降噪方法降噪原理清晰、计算简便,能够为轴承故障的精密诊断提供可靠的数据基础。 展开更多
关键词 归一化强度 有效降噪阶次 软阈值处理 轴承故障诊断
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改进奇异值分解算法在时间域瞬变电磁信号降噪中的应用 被引量：5
6
作者 张全 李双田 《信号处理》 CSCD 北大核心 2015年第8期949-955,共7页
奇异值分解降噪算法中,有效秩阶次的判断对降噪算法的性能的影响至关重要。为选取更准确的有效秩阶次,本文研究了奇异值序列的差分,提出判断奇异值分解重构的有效秩阶次的新方法,并应用其对时间域瞬变电磁信号降噪,提高输出信号的信噪... 奇异值分解降噪算法中,有效秩阶次的判断对降噪算法的性能的影响至关重要。为选取更准确的有效秩阶次,本文研究了奇异值序列的差分,提出判断奇异值分解重构的有效秩阶次的新方法,并应用其对时间域瞬变电磁信号降噪,提高输出信号的信噪比。与现有判断有效秩阶次的算法不同,本文算法考察奇异值序列的归一化差分的峰值而不是最大值,通过选择归一化差分的合适峰值,并综合差分比序列以判断阶次。实验中发现,对于两个大小相近的尖峰,其中差分比小的,更适合作为有效秩阶次。本文算法在降噪的同时,能较好地保留有用信号的波形特征,减小失真。 展开更多
关键词 瞬变电磁信号 奇异值分解 有效秩阶次 天电干扰
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一种基于中心矩和相关系数阈值的SVD重构算法
7
作者 何益宏 饶红疆 汪倩文 《计算机应用与软件》 北大核心 2021年第12期320-325,共6页
传统的奇异值分解(SVD)去噪框架中,有效秩阶次是影响去噪效果的关键因素,对此提出一种无须选择有效秩阶次的SVD重构算法以进一步增强去噪性能。针对Hankel矩阵结构确定问题,引入中心矩的概念重新确定矩阵结构,从而减少SVD计算量;提出相... 传统的奇异值分解(SVD)去噪框架中,有效秩阶次是影响去噪效果的关键因素,对此提出一种无须选择有效秩阶次的SVD重构算法以进一步增强去噪性能。针对Hankel矩阵结构确定问题,引入中心矩的概念重新确定矩阵结构,从而减少SVD计算量;提出相关系数阈值选择有用分量实现信号重构,可最大程度保留原始信号的信息。应用该方法对一台电力变压器实测极化电流进行去噪处理。实验结果表明,该方法去噪性能优于传统SVD方法,且不需要选择有效秩阶次,信号有效分量损失较小,在强噪声背景下也能取得较好的去噪效果。 展开更多
关键词 奇异值分解 信号去噪 中心矩 相关系数阈值 有效秩阶次 Hankel矩阵结构优化
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