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GPS高程时间序列降噪分析的改进EMD方法

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大地测量与地球动力学 2020年第3期40卷 242-246,269页

作者：钱文龙鲁铁定贺小星许家琪东华理工大学测绘工程学院南昌市330013 华东交通大学土木建筑学院南昌市330013 轨道交通工程信息化国家重点实验室西安市710043

针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)降噪过程中不能直接确定分界本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)的K值,以及当高频噪声IMF分量个数少于低频IMF分量个数时,利用低频信号重构实现降噪的计算量较大等问题,提... 详细信息

针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)降噪过程中不能直接确定分界本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)的K值,以及当高频噪声IMF分量个数少于低频IMF分量个数时,利用低频信号重构实现降噪的计算量较大等问题,提出一种新的EMD降噪方法。采用平均周期与能量密度乘积指标的方法来自动确定分界IMF的K值,将高频噪声IMF分量进行重构,然后用原始信号减去重构噪声,从而达到降噪的目的。利用模拟数据和BJFS站的实测GPS高程时间序列数据进行验证。实验结果表明,该方法能够直接确定分界IMF的K值,降低计算量,在GPS高程时间序列降噪中较传统EMD方法更可靠。

关键词： EMD 高程时间序列平均周期能量密度降噪分析

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汽车转向高压油管降噪分析与试验研究

机床与液压 2020年第14期48卷 23-27页

作者：于仙郑伟厦门大学嘉庚学院机电工程学院福建漳州363105

谐振管是高压油管衰减流体脉动噪声的重要组成部分,如何选择合适长度的谐振管进行降噪测试非常重要。以某在研车型转向高压油管为研究对象,通过对谐振管基本参数的计算制作9个样件,对其频谱噪声、高压油管进出油口压力和压力脉动及高压... 详细信息

谐振管是高压油管衰减流体脉动噪声的重要组成部分,如何选择合适长度的谐振管进行降噪测试非常重要。以某在研车型转向高压油管为研究对象,通过对谐振管基本参数的计算制作9个样件,对其频谱噪声、高压油管进出油口压力和压力脉动及高压油管振动频谱数据进行采集及分析。结果表明:谐振管的最佳降噪长度更接近于1阶频率计算的理论长度;谐振管长度与噪声值近似成U形曲线,即谐振管过长或过短都无法得到最佳噪声值,需根据理论计算值进行试验验证,以确定最优方案。

关键词：脉动噪声谐振管降噪分析

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风机盘管离心风机的CFD降噪分析与优化

噪声与振动控制 2018年第6期38卷 222-224页

作者：余锐生林娟姜灿华宁波甬仿应用技术有限公司浙江宁波315000 浙江国祥股份有限公司浙江绍兴312300

为解决某风机盘管的离心风机运行时噪声大的问题,基于CFD分析方法,对风机盘管机组空气侧进行流态分析,研究离心风机的内部流动特性,并基于分析结果重新设计风轮及蜗壳。经优化后的离心风机内部流态得到明显改善。将原始方案和优化方案... 详细信息

为解决某风机盘管的离心风机运行时噪声大的问题,基于CFD分析方法,对风机盘管机组空气侧进行流态分析,研究离心风机的内部流动特性,并基于分析结果重新设计风轮及蜗壳。经优化后的离心风机内部流态得到明显改善。将原始方案和优化方案进行试验验证,结果显示,新设计的离心风机在相同风量下的噪声值比原始风机下降4.7 dB(A)。

关键词：声学离心风机 CFD 降噪分析优化设计

小波变换用于NaI（T1）γ 能谱的降噪分析

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小波变换用于NaI（T1）γ 能谱的降噪分析

作者：张太亮兰州大学

学位级别：硕士

NaI探测器广泛应用于通道监测、辐射防护、环境保护等领域。在NaI（T1）能谱测量的过程中,仪器本身、外部环境、人为因素等都会对数据的结果造成影响,以致得到的能谱数据中,不可避免地含有各种噪声,这些较高水平的噪声往往限制了NaI探... 详细信息

NaI探测器广泛应用于通道监测、辐射防护、环境保护等领域。在NaI（T1）能谱测量的过程中,仪器本身、外部环境、人为因素等都会对数据的结果造成影响,以致得到的能谱数据中,不可避免地含有各种噪声,这些较高水平的噪声往往限制了NaI探测器的应用。因此需要降低噪声,提高其信噪比。通过信号降噪是一个重要的方法。信号降噪就是通过对测量的数据进行降噪处理,在最大限度保留原始信号的同时,尽量减少噪声的影响。小波变换在信号降噪方面有着广泛的应用,因为它比其他经典的信号降噪方法在空间域和时间域具有更好的局部化特性。本文主要工作是研究小波变换基本理论以及利用其对实测的NaI能谱信号进行降噪分析,具体工作如下：首先论述了小波变换的基本概念,如：傅立叶变换、短时傅立叶变换、连续小波变换、离散小波变换、多分辨率分析的理论及MALLAT算法等。基于Matlab平台,分别使用小波硬阈值及软阈值去噪方法采用db4小波对NaI（T1）探测器测量的137Cs能谱数据进行了去噪处理,比较两种方法的优劣,然后确定软阈值方法为能谱降噪方法。然后针对同一个测量对象、不同道数测量的能谱,研究了小波变换降噪的效果,确定了合适的采样道数。最后根据前面的工作,对一个137Cs与60Co混合谱,进行了降噪后峰面积、峰康比、能量线性等指标考量。证明小波变换降噪是有一个有效的提高NaI能谱分析能力的方法。

关键词：小波变换 NaI（Tl）γ能谱降噪分析

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城际列车C型近轨声屏障降噪效果预测分析

噪声与振动控制 2020年第2期40卷 188-193,206页

作者：范静张捷杨妍田彩柳明肖新标西南交通大学牵引动力国家重点试验室成都610031

考虑到景观和视线无遮挡的现场需求,针对城际列车提出了一种C型近轨声屏障。基于铁路噪声原理,采用边界元方法建立城际列车车外噪声仿真预测模型,对比分析C型和直立型近轨声屏障的降噪效果,继而分析声屏障高度、弧长及其与车体间的距离... 详细信息

考虑到景观和视线无遮挡的现场需求,针对城际列车提出了一种C型近轨声屏障。基于铁路噪声原理,采用边界元方法建立城际列车车外噪声仿真预测模型,对比分析C型和直立型近轨声屏障的降噪效果,继而分析声屏障高度、弧长及其与车体间的距离等关键影响因素对C型近轨声屏障降噪效果的影响。结果表明:C型近轨声屏障相比于直立型近轨声屏障,插入损失平均提高0至2 dB,特别是在高架下方靠近车身的区域,插入损失提高更明显,平均可达4 dB至6 dB。关键影响因素中,C型声屏障高度最敏感,由1.0 m增高至1.4 m时,可使轨道上方的插入损失平均提高0至2 dB,高架下方的插入损失提高2 dB至4 dB,声屏障安装位置和弧长产生的影响相对较小,计算参数范围对于车外噪声的影响均在1 dB以内。相关研究结果可为声屏障声学结构设计及城际列车的车外噪声控制提供参考。

关键词：声学声屏障城际列车车外噪声降噪分析插入损失边界元

EMD方法改进分析及其在陆态网基准站坐标时间序列降噪中的应用

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EMD方法改进分析及其在陆态网基准站坐标时间序列降噪中的应用

作者：钱文龙东华理工大学

学位级别：硕士

随着科技的进步,GNSS技术在社会生活与各科学领域中扮演着至关重要的角色。然而,GNSS接收机测量信号从发射到接收机接收的的过程中,会受到各种误差源的影响;其中很多误差能够通过模型化方法消除,但是仍有部分误差会附加在信号上,给数据... 详细信息

随着科技的进步,GNSS技术在社会生活与各科学领域中扮演着至关重要的角色。然而,GNSS接收机测量信号从发射到接收机接收的的过程中,会受到各种误差源的影响;其中很多误差能够通过模型化方法消除,但是仍有部分误差会附加在信号上,给数据处理结果带来一定的影响。因此,如何对具有非线性、非平稳性特点的GNSS坐标时间序列进行降噪处理是目前研究的热点。本文在已有经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法的理论基础上,针对该算法存在的问题进行了一定的改进,并将改进的经验模态分解算法分别应用于陆态网基准站坐标时间序列降噪中。本文主要研究内容如下:(1)系统地介绍了EMD基本理论,为全文的研究与分析打下坚实的理论基础。论文首先探讨了三种典型时频分析方法,然后详细地介绍了EMD方法的相关概念及基本原理,综合描述了EMD方法的优越性质,最后,总结了EMD方法的研究现状及其存在的主要问题。(2)针对经验模态分解降噪过程中,信号与噪声之间存在模态混叠问题,论文深入研究分界本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量的特性,提出了一种削弱模态混叠的改进EMD降噪方法。本方法通过将EMD分解得到的第2个IMF至分界IMF分量进行重构,对重构信号进行下一次EMD分解,获取其中的“真实”信号;重复该步骤三次,最后将所有获得的低频信号累加,从而达到降噪的目的。利用3组模拟数据验证该方法的可行性,实验结果表明,该方法较传统EMD方法降噪效果更佳。(3)为了更好地消除附加在GNSS信号上的噪声,本文通过全面分析噪声统计特性,提出了一种改进的EMD降噪方法。该方法利用EMD分解将信号分割为低频信号与高频噪声两个部分;然后将高频噪声部分随机打乱两次,并与原始高频噪声累加,求取平均值;最后,与低频信号累加,构成一个新的信号再次进行EMD分解,提取出有用信号。利用2组分别加入不同信噪比的模拟数据进行验证,结果表明当信噪比较高时,本方法将得到更优的降噪结果。(4)针对经验模态分解降噪过程中,采用相关系数(p)准则确定分界本征模态函数K值存在不准的问题,本文给出了两种新的方法来辨别分界本征模态函数的K值。一种方法是通过使用平均周期与能量密度乘积指标来自动确定分界IMF的K值,将高频噪声IMF分量进行重构,然后用原始信号减去重构噪声,从而达到降噪的目的。另一种方法是通过采用复合评价指标(TD),综合考虑曲线平滑度(r)与均方根误差(RMSE)两个指标值,当TD达到一定阈值则判定其为分界IMF分量,输出K值。通过模拟数据进行验证,实验结果表明,文中给出的两种新方法比单一的相关系数指标所确定的分界IMF函数K值更准确,能够更可靠地识别噪声与信号的分界点,使得降噪效果更可靠。(5)论文着重评述了陆态网基准站坐标时间序列数据,总结了GNSS时间序列信号的特点,并将所有改进的EMD算法应用于陆态网基准站坐标时间序列降噪分析中。通过对实测基准站坐标时间序列数据进行实验,结果表明各种改进的方法具有较好的去噪效果,克服了传统EMD去噪方法存在的问题,能够更进一步提高GNSS信号的精度。

关键词：经验模态分解信噪混叠噪声统计特性复合评价指标降噪分析

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非局部均值噪声预测的独立成分分析降噪研究

光学精密工程 2018年第2期26卷 511-516页

作者：孙京阳喻春雨董仕佳南京邮电大学光电工程学院江苏南京210023

为解决采用独立成分分析算法进行图像降噪需要多个观测信号的问题,提出一种对单张图像冗余信息进行稀疏以生成多个观测信号的方法。该方法首先采用字典压缩算法对原噪声图像稀疏;再采用非局部均值算法对压缩图像的冗余信息进行处理,将... 详细信息

为解决采用独立成分分析算法进行图像降噪需要多个观测信号的问题,提出一种对单张图像冗余信息进行稀疏以生成多个观测信号的方法。该方法首先采用字典压缩算法对原噪声图像稀疏;再采用非局部均值算法对压缩图像的冗余信息进行处理,将处理后的冗余信息生成初次降噪图像;将初次降噪图像和原噪声图像共同作为独立成分分析的多个观测信号。结合非局部均值算法可以避免仅使用字典压缩算法造成的过量稀疏,研究表明当高斯白噪声标准差σ在20~45范围时,本文提出的方法比字典稀疏压缩算法和非局部均值算法降噪效果更好,图像降噪后的峰值信噪比是降噪前的1.4倍。本文提出的方法在高斯白噪声标准差σ在20~45范围时,具有很好的降噪效果。

关键词：非局部均值盲源分离噪声预测降噪分析 K-SVD