[发明专利]一种基于改进阈值函数的小波去噪方法

说明书

本发明公开了一种基于改进阈值函数的小波去噪方法通过小波基对含噪信号进行分解，得到小波分解系数；选取VisuShrink阈值作为判定门限，保留比阈值大的小波系数，舍弃比阈值小的小波系数，实现信号的去噪，具有较强的适用性，改进阈值函数，得到可调阈值函数；根据改进的可调阈值函数对小波系数进行过滤处理，得到估计的小波系数；利用小波逆变换对信号进行重构，得到去噪后的信号。可调阈值函数在应用中设定可调参数，对不同的数据系统进行去噪；具有连续性并且高阶可导，弥补了硬阈值函数产生间断的不足；可调阈值函数很好地保留信号的局部特征，减少不可控噪声的影响，减少低频信号信息的丢失。

技术领域

本发明涉及信号处理，具体是涉及一种基于改进阈值函数的小波去噪方法。

背景技术

现实生活工作中，噪声无处不在，有限冲击响应滤波器、无限冲击响应滤波器和移动平均法等降噪方法去噪后导致信号的相关性较弱。小波去噪方法改进了一般去噪方法将信号在频域上全局滤波的缺点，并且在时域上也具有相同特性，还具有低熵性等优点，对信号进行去噪具有明显的优势，因此，小波去噪在天文学、医学影像和计算机视觉等许多方面都得到了较多的使用。

在小波变换的不同阶段中对噪声进行滤除有：小波变换阈值去噪法、小波系数空域相关性去噪法和小波系数模极大值去噪法(Sheng Jing,Zeng Yuping,Liu Guoman,etal.Determination of Weak Knock Characteristics for Two-Stroke Spark IgnitionUAV Engines Based on Mallat Decomposition Algorithm[J].Mathematical Problemsin Engineering,2021,2021:)。由于，小波阈值去噪算法实现去噪的方法原理简单易懂、噪声滤除的能力更好并且运行时间及工作量较小，其在去噪处理中使用也较为广泛。

一般小波阈值去噪算法多采用软、硬阈值函数对信号中的噪声分量进行滤除，但软阈值函数存在恒定偏差的问题，导致去噪后的信号精度下降，硬阈值函数自身发生间断会导致去噪处理后的信号出现局部异常尖峰值(Guo Hua,Yue Leihui,Song Peng,etal.Denoising of an ultraviolet light received signal based on improvedwavelet transform threshold and threshold function.[J].Applied optics,2021,60(28):)。现有技术吴安全,沈长圣,肖金标,等.基于一种渐进半软阈值函数的小波去噪[J].电子器件,2017,40(02):396-399.提出了半软阈值函数对传统阈值函数的做出了改进，但并没有克服软硬阈值的缺点，故仍然存在偏差性和不连续问题。又如现有技术Hong YeGao.Wavelet Shrinkage Denoising Using the Non-Negative Garrote[J].Journal ofComputational and Graphical Statistics,2012,7(4):提出了Garrote阈值函数，虽然改进了软、硬阈值函数的不足，但是随着小波变换层数的增加有用信号也会被滤除，信号存在失真现象。火元莲,张健,连培君,等.基于改进小波阈值函数的闪电电场信号去噪研究[J].传感技术学报,2021,34(02):218-222.对上述阈值函数的优点进行总结，通过改变阈值函数的构造形式解决软、硬阈值函数存在的问题，这些改进阈值函数虽然解决了软、硬阈值函数的不足，但函数形式一般较为固定。

综上所述，现有技术小波去噪仍存阈值函数存在恒定偏差、不连续、结构固定并且缺乏灵活性和包容性，导致去噪效果不佳的问题。

发明内容

发明目的：针对以上缺点，本发明提供一种具有连续性、灵活性和恒定偏差小的基于改进阈值函数的小波去噪方法。

技术方案：为解决上述问题，本发明采用一种基于改进阈值函数的小波去噪方法，包括以下步骤：

(1)输入含噪信号；