基于改进对数阈值的光纤光栅传感信号高效去噪方法

本文主要探讨了在光纤布拉格光栅（FBG）传感器信号处理中的一项关键问题，即如何有效地去除噪声，以提高中心波长检测的精确度。FBG作为光通信和传感技术的重要组成部分，其信号质量直接影响到系统的性能和可靠性。传统的小波软阈值和硬阈值去噪方法在实际应用中存在一定的局限性，它们可能无法充分利用信号的细节特征，导致去噪效果不理想。 针对这一问题，作者提出了改进的小波阈值函数，特别是一种对数阈值方法。这种方法旨在克服传统阈值函数在处理非平稳噪声时的不足，通过分析噪声特性，选择更为合适的小波基和分解尺度。小波变换作为一种多分辨率分析工具，能够捕捉信号在不同尺度下的局部特征，对噪声具有很好的抑制作用。 通过对信号进行小波分解，改进的对数阈值函数能够更准确地决定哪些系数是噪声成分，哪些是信号成分，从而实现更精细的去噪过程。在仿真结果中，改进方法显示出显著的优势，信噪比（SNR）显著提升，通常可以达到1.5至4分贝，这意味着噪声被大幅度减少，信号的质量得到了明显改善。同时，均方根误差（RMSE）也有所降低，这表明去噪后的信号更加接近于原始无噪声信号，精度更高。 该研究还得到了陕西省自然科学基金项目的支持，表明了学术界对该领域的重视。文章的投稿和修订过程显示了严谨的科研态度，从2014年11月接收稿件到2015年1月进行修改，确保了研究成果的科学性和实用性。 实验验证部分进一步证实了改进方法的有效性，它不仅在理论上提升了去噪效果，而且在实际应用中也展现了良好的性能。这对于提高光纤布拉格光栅传感器在工业监测、环境传感等领域的应用潜力具有重要意义。 这篇文章为解决FBG传感器信号的噪声问题提供了一个创新且实用的方法，对提升光纤光栅技术的整体性能具有积极的推动作用。未来的研究可能将探索更多针对特定应用场景的优化算法，以进一步提升信号处理的效率和准确性。