当前位置:主页 > 科技论文 > 信息工程论文 >

基于集合经验模态分解和奇异值分解的激光雷达信号去噪

发布时间:2018-05-26 05:15

  本文选题:大气湍流 + 去噪 ; 参考:《光子学报》2017年12期


【摘要】:为了提高差分光柱像运动激光雷达(DCIM雷达)探测信噪比,提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)和奇异值分解(SVD)的混合降噪法.由EEMD获得含噪信号多层模态分量,根据各模态分量之间互相关系数的差分量确定主要噪声并予以滤除,利用奇异值分解识别模态分量中的残余噪声并提取有用信号.利用混合降噪法EEMD-SVD和EEMD方法分别对模拟仿真信号和实测激光雷达信号进行降噪处理.结果表明,当模拟噪声标准差在0.05~0.2之间时,相比与未降噪直接反演的湍流廓线,EEMD-SVD方法降噪后反演的湍流廓线信噪比提高了2.718 7dB~6.921 5dB,相应的EEMD方法提高了1.446 1dB~3.366 1dB;两个不同时段DCIM雷达降噪前后反演廓线与探空廓线的对比发现,EEMD-SVD和EEMD两种方法降噪后反演廓线较之于未降噪的反演廓线,信噪比最大提高了2.526 5dB和2.155 6dB.EEMD-SVD的降噪效果优于EEMD,能够更有效地识别和滤除噪声,较大地提高了原始信号的信噪比,获得更准确的大气湍流廓线反演结果.
[Abstract]:In order to improve the signal-to-noise ratio (SNR) of differential optical column moving lidar (DCIM) detection, a hybrid noise reduction method based on set empirical mode decomposition (EEMD) and singular value decomposition (SVD) is proposed. The multilayer modal component of noisy signal is obtained by EEMD. The main noise is determined and filtered according to the difference component of the correlation number between each modal component. The residual noise in the modal component is identified by singular value decomposition and the useful signal is extracted. The EEMD-SVD and EEMD methods are used to reduce the noise of simulated and measured lidar signals, respectively. The results show that when the standard deviation of simulated noise is in the range of 0.05o 0.2, Compared with the direct inversion of turbulence profile without noise reduction, the SNR of turbulent profile inversion by EEMD-SVD method is increased by 2.718 7dB~6.921 5dB and the corresponding EEMD method by 1.446 1dB~3.366 1dB.The inversion profile and sounding profile of DCIM radar in two different periods before and after denoising are improved by 2.718 7dB~6.921 5db and 1.446 1dB~3.366 1db respectively. The comparison of the lines shows that the two methods, EEMD-SVD and EEMD, are better than the undenoised inversion profiles after de-noising. The maximum signal-to-noise ratio (SNR) of 2.526 5dB and 2.155 6dB.EEMD-SVD is better than that of EEMD, which can identify and filter the noise more effectively, improve the signal to noise ratio of the original signal, and obtain more accurate atmospheric turbulence profile inversion results.
【作者单位】: 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室;中国科学技术大学;
【基金】:国家自然科学基金(No.41405014)资助~~
【分类号】:TN958.98

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 M.穆伦;张俊芳;;修正的奇异值分解并行实现[J];雷达与对抗;1992年04期

2 聂守平,魏晓燕;数字图像的奇异值分解[J];南京师大学报(自然科学版);2001年01期

3 邹红星,王殿军,戴琼海,李衍达;延拓矩阵的奇异值分解[J];电子学报;2001年03期

4 万明坚,肖先赐;基于矩阵奇异值分解的空间谱估计算法[J];电子科技大学学报;1989年02期

5 张小蓟;张歆;孙进才;;基于经验模态分解的目标特征提取与选择[J];西北工业大学学报;2006年04期

6 王秋生;段丹辉;;经验模态分解的边界效应处理技术[J];计算机测量与控制;2006年12期

7 冯志华;朱忠奎;刘刚;伍小燕;;经验模态分解方法的小波消失现象[J];数据采集与处理;2006年04期

8 宋立新;王祁;王玉静;梁X;;具有间断事件检测和分离的经验模态分解方法[J];哈尔滨工程大学学报;2007年02期

9 刘小峰;秦树人;柏林;;基于小波包的经验模态分解法的研究及应用[J];中国机械工程;2007年10期

10 胡维平;莫家玲;龚英姬;赵方伟;杜明辉;;经验模态分解中多种边界处理方法的比较研究[J];电子与信息学报;2007年06期

相关会议论文 前10条

1 秦毅;秦树人;毛永芳;;正交经验模态分解及其快速实现[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年

2 杨永锋;;经验模态分解与非线性分析的协同研究[A];第四届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2010年

3 侯文文;邹俊忠;刘未来;;基于经验模态分解的眼电伪差去除研究[A];上海市化学化工学会2010年度学术年会论文集(自动化专题)[C];2010年

4 李关防;许春雷;惠俊英;;基于经验模态分解的特征提取算法研究[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会2011年海战场电子信息技术学术年会论文集[C];2011年

5 薛志宏;李广云;周蓉;;一种基于经验模态分解的信号降噪方法[A];全国工程测量2012技术研讨交流会论文集[C];2012年

6 何田;王立清;刘献栋;朱永波;;基于奇异值分解的信号处理机理及其应用[A];2008年航空试验测试技术峰会论文集[C];2008年

7 康春玉;章新华;;一种基于经验模态分解的信号降噪方法[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(下)[C];2007年

8 袁业立;;SAR海洋探测新进展[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年

9 谭善文;严利;熊朝坤;;一种新型的谱分析方法—Hilbert谱[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年

10 李强伟;;Hilbert-Huang变换中边界问题的分析[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年

相关博士学位论文 前10条

1 刘施菲;激光雷达辅助的惯性导航组合系统技术研究[D];哈尔滨工程大学;2015年

2 王强;基于激光雷达数据与多角度遥感模型的森林参数反演研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

3 徐璐;Gm-APD脉冲累积激光雷达探测性能提高的研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

4 叶光超;条纹阵列探测激光雷达测距精度与三维测绘技术研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

5 黎恒;经验模态分解中关键问题的优化理论与方法研究[D];西安电子科技大学;2016年

6 张婷琳;从局部到全局脑电感知模式的研究[D];浙江大学;2017年

7 葛光涛;二维经验模态分解研究及其在图像处理中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年

8 孙晖;经验模态分解理论与应用研究[D];浙江大学;2005年

9 杨贤昭;基于经验模态分解的故障诊断方法研究[D];武汉科技大学;2012年

10 吕丹;基于点法向量姿态估计的激光雷达距离像目标识别算法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 林辉;基于车载多激光雷达的地图构建与障碍物检测[D];浙江大学;2017年

2 聂振国;基于奇异值分解的信号处理关键技术研究[D];华南理工大学;2016年

3 武慧娟;基于HHT特征提取的雷声信号模式识别[D];陕西师范大学;2016年

4 邹申申;基于手指心电信号时频域分析的身份识别算法研究[D];杭州电子科技大学;2016年

5 史玉君;基于经验模态分解的眼电伪迹去除方法的研究[D];兰州大学;2015年

6 梁江海;基于经验模态分解的通信信号细微特征分析[D];国防科学技术大学;2013年

7 杨勤甜;基于经验模态分解和粗糙集属性约简的超声缺陷信号分类识别研究[D];南昌航空大学;2016年

8 邹志国;基于经验模态分解的多分量信号分析方法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

9 王潇潇;基于经验模态分解的心电信号压缩研究[D];浙江大学;2017年

10 杨彩红;基于折线包络的经验模态分解方法及其应用[D];天津大学;2007年



本文编号:1936079

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1936079.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户98c7a***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com