[发明专利]一种低失真的光谱降噪滤波方法

权利要求书

1.一种低失真的光谱降噪滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，选定待降噪处理的光谱信号S；

步骤2，对所述待降噪处理的光谱信号S执行确定降噪执行模块BF，得到优化的降噪结果S₁；

步骤3，对步骤2所述的降噪执行模块BF进行递进降噪，得到最优的降噪结果S₁*；

所述降噪执行模块BF包括以下步骤：

a.模块开始，输入被滤波信号S₀和预定义的窗宽参数m；

b.选择滤波器；

c.选择窗宽参数m作为变量；

d.以m对被降噪信号S₀滤波，得到F₁；

e.S₀-F₁得到残留的RS₁；

f.以小于m的最小窗宽m₀开始，依次增大窗宽，每次对RS₁滤波得到F₂，计算残差N₁＝RS₁-F₂，按照N₁的优化指标，判断N₁优化值出现时的m₁，然后输出优化条件下的F₂；

g.将F₂与F₁相加，定义S₁＝F₁+F₂；

h.此模块结束，输出优化的降噪结果S₁；

所述递进降噪包括以下步骤：

a).定义初始m，输入S₀；

b).执行BF模块，输出S₁；

c).令S₀＝S₁，m＝m+1，回到第一步a)开始递进循环；

d).根据优化指标，判断循环终点；

e).到达终点后，停止循环，最终的S₁作为结果输出，最终的S₁即为最优的降噪结果S₁*。

2.如权利要求1所述的一种低失真的光谱降噪滤波方法，其特征在于，所述滤波器包括移动平均滤波、最小二乘线性滤波和S-G滤波。

3.如权利要求2所述的一种低失真的光谱降噪滤波方法，其特征在于，步骤c所述窗宽参数m按照以下方法进行选择：对于单参数滤波器，选择窗宽参数m作为变量；对于多参数滤波器，固定其他参数，窗宽参数m作为变量。

4.如权利要求2所述的一种低失真的光谱降噪滤波方法，其特征在于，所述优化指标包括N₁的“残差均方差-峰度比”值。

5.如权利要求3所述的一种低失真的光谱降噪滤波方法，其特征在于，所述优化指标包括：S₁的“残差均方差-峰度比”值和S₁的熵值；

6.如权利要求4或5所述的一种低失真的光谱降噪滤波方法，其特征在于，所述“残差均方差-峰度比”值是按照以下步骤得到的：

步骤1)，选定滤波算法，对原始测量信号x_b，进行平滑降噪得到输出信号x_a；

步骤2)，求取x_b与x_a的残差值x

步骤3)，计算残差值x的均方差-峰度比VFR；

步骤4)，调整滤波参数，计算不同参数对应的VFR；

步骤5)，找出VFR的最优值，VFR的最优值相对应的滤波参数即为最优化的滤波参数。

7.如权利要求6所述一种低失真的光谱降噪滤波方法，其特征在于，所述残差值x按照以下公式进行计算：

x＝x_b—x_a；

式中x_b为原始测量信号，x_a为进行平滑降噪得到输出信号。

8.如权利要求6所述的一种低失真的光谱降噪滤波方法，其特征在于，所述VFR值是按照以下公式进行计算：

式中σ为均方差，g为峰度比。