基于小波最佳分解层数提取天然气有效拉曼光谱的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于小波最佳分解层数提取天然气有效拉曼光谱的方法，将拉曼原始光谱信号f(t)进行小波变换后，进行j层和j+1层小波分解，结合阈值函数，判断∑(D

【技术实现步骤摘要】
基于小波最佳分解层数提取天然气有效拉曼光谱的方法


[0001]本专利技术属于天然气光谱分析领域，具体涉及基于小波最佳分解层数提取天然气有效拉曼光谱的方法。

技术介绍

[0002]通过光学仪器测量得到的天然气光谱信号，都存在着大量的噪声信号，通过有效的预处理方法去除噪声是保证最终分析结果准确的必要前提，尤其是在低信噪比的情况下。
[0003]传统的信号降噪处理主要是基于傅里叶变换和平滑窗口的方法：
[0004]1、移动平滑窗口法，基于信号和噪声统计特性之间的差异，其基本假设是噪声为零均值噪声，通过对原始信号取平均值达到提高信噪比的目的。通过选择一个宽度为奇数2m+1的平滑窗口，以中心波长点k为参照点从左到右移动窗口，将窗体覆盖区域内所有测量的平均值代替中心波长点对应的测量值，直至完成所有点的平滑，该方法平滑窗口宽度m影响平滑结果，宽度太小，平滑效果不佳，宽度太大，则平滑掉特征峰信息，造成光谱失真；且存在边界问题，对于宽度为数2m+1的平滑窗口，光谱左右两端各有m个点不能被处理。
[0005]2、傅里叶变换的方法，对含噪信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于小波最佳分解层数提取天然气有效拉曼光谱的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过光学仪器采集天然气的拉曼原始光谱信号f(t)；S2、将拉曼原始光谱信号f(t)进行小波变换后，将其小波能量系数代入细节系数能量与噪声总能量表达式：E
j
为对
j
层分解下的小波细节系数能量，cD
j，i
为j层分解下的小波细节系数，n为j层分解下的小波细节系数的数量；对拉曼原始光谱信号f(t)进行j层小波分解后，获取j层小波细节系数能量∑cD
j2
，式中E为拉曼原始光谱信号f(t)中噪声总能量，E
j
为对
j
层分解下的小波细节系数能量，cD
j，i
为j层分解下的小波细节系数，n为j层分解下的小波细节系数的数量，j为小波分解层数，初始值等于1，i表示第i个小波系数；S3、对拉曼原始光谱信号f(t)进行j+1层小波分解，获取j+1层小波细节系数能量∑cD
j+12
；S4、判断∑cD
j+12
是否大于等于∑cD
j2
，否，则j＝j+1，返回S2和S3，进行循环，直到∑cD
j+12
≥∑cD
j2
；S5、确定当前j值为最佳分层数，对原始拉曼光谱信号进行j层小波分解，得到j层小波系数，并结合阈值函数，对小波系数做阈值处理，最后通过小波逆变换把当前的频域信号逆变换为时域信号，还原出天然气有效拉曼光谱。2.根据权利要求1所述的基于小波最佳分解层数提取天然气有效拉曼光谱的方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3中，拉曼原始光谱信号f(t)通过小波变化得到小波系数w
j，i
，小波系数w
j，i
逐层分解，获得该层的小波细节系数cD
j，i
和小波近似系数cA
j，i
后，直到步骤S5，再用阈值函数对二者做阈值处理，获得经过阈值处理的小波系数3.根据权利要求2所述的基于小波最佳分解层数提取天然气有效拉曼光谱的方法，其特征在于，所述小波变换公式为：特征在于，所述小波变换公式为：为小波基函数，a为控制伸缩的尺度参数，b为控制位置延时(平移)参数，t为拉曼光谱横坐标拉曼位移；式中，WT
f
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：何小宇，唐德东，周德，崔文岩，梁书溢，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：