小波阈值去噪在偏滤器光谱信号处理中的应用

摘要

等离子体发射光谱是研究托卡马克等离子体物理过程的重要诊断手段之一。边界等离子体中存在着复杂的原子分子物理过程,部分较弱的粒子光谱信号混杂着大量噪声,能否有效去除噪声、提高信号质量对后续利用其分析理解实验中相关物理过程具有重要意义。以仿真信号和真实托卡马克实验中钨原子光谱数据作为研究对象,采用信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)作为滤波效果的评价依据,对小波阈值去噪处理方法的去噪效果进行了研究。仿真实验对比分析表明:选取sym8小波基、4层小波分解、启发式阈值计算以及渐进半软阈值函数进行小波去噪时,可获得最大信噪比19.2166,最小均方根误差0.0290。进而将这些最佳匹配参数应用于实测偏滤器钨原子光谱信号处理中,也取得较好的去噪效果。结果表明:小波阈值去噪能够有效地消除偏滤器钨原子光谱信号中的噪声,同时较好地保留有用信号,避免信号失真,显著提高了信号质量。