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相似文献
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1.
李华  柳云雷  韩冰  钟博 《气象科技》2015,43(2):196-201
天气雷达回波信号不可避免地包含了噪声,噪声的存在严重影响了对雷达回波信号的精确分析。为了提高雷达回波信号的信噪比,采用了近年来在数字信号处理领域极速发展的小波分析方法,通过试验分析确定小波基函数、分解层数、阈值和阈值量化方式。结果表明,小波分析去噪的方法能有效地抑制叠加在雷达回波信号上的噪声,去噪后的雷达回波信号信噪比明显提高,具有较高的实用价值。  相似文献   

2.
小波分析在雷击大气电场波形去噪分析中的应用   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
雷击时大气电场信号中混杂的噪声信号影响对真实大气电场信号的分析、提取和使用。文中通过计算仿真信号和去噪前后真实电场信号的均方误差,分析选取不同的小波函数、阈值法和小波分解层数对去噪效果产生的影响。考虑雷击时大气电场信号的信噪比,选用sym5小波和db5小波与minimaxi和rigrsure阈值法结合,且对小波的分解层数选用6~7层,进行大气电场波形的去噪处理,其去噪效果比较理想。最后,将该方法用于实际雷击大气电场波形数据的去噪处理,对雷击时电场波形的突变性检测中,在20个样本中有14个在首次雷击前1.5~2 h具有突变过程,占70%,这为将大气电场仪资料引入其他气象参数预报模型提供了切入点。  相似文献   

3.
基于小波变换系数自适应阈值法在语音去噪中的应用   总被引:2,自引:0,他引:2  
在软阈值去噪算法基础上,根据小波变换后信号与噪音具有的奇异性,提出无偏风险自适应阈值估计算法,并应用于语音信号的去噪处理,实验结果表明该算法的最小均方误差低于其他的去噪算法。  相似文献   

4.
提出基于小波包变换的EMD算法,并将其应用于超声回波信号去噪.对于采用EMD分解含高斯白噪声的超声缺陷信号存在模态混叠的问题,首先用小波包变换对信号作预处理,再对信号进行EMD分解,最后重构出有用的缺陷信号.实验结果表明:该方法不仅具有很好的消噪效果,而且重构的缺陷信号的波形失真度小,有利于对信号做进一步的定量分析.  相似文献   

5.
增强型植被指数(EVI)时间序列数据(即植被生长曲线)是整个生育期内植被各种生物学特征的综合反映。由于太阳位置、大气、地表和传感器位置与性能等的影响,根据遥感数据计算的EVI值往往比实际值偏低(存在大量噪声),并不能反映植被生长的真实情况,应用前需进行去噪重建工作。针对目前生长曲线重建研究大多是针对MODIS等国外遥感数据的情况,在综合分析重建方法的基础上,利用风云3号卫星的MERSI中分辨率遥感卫星数据构建鹤壁市夏玉米的EVI生长过程曲线。首先,用最大值合成法(MVC)对原始EVI时间序列数据进行初步的去云处理。接着,利用基于时间域的Savitzky-Golay滤波(简称SG滤波)对该EVI序列进行进一步的平滑去噪处理,结果发现,在噪声点EVI数值提高了,但同时在其他不是噪声点的地方EVI的值降低了。针对这种不合理的情况,利用基于SG迭代滤波取上包络线的改进方法进行处理,很好地克服了上述缺陷,在非噪声点EVI数值适当提高,且曲线平滑,达到了生长曲线重建的目的。然后,采用基于频率域的小波变换方法进行实验对比,结果发现,小波变换存在着与经典SG滤波类似的缺陷,而且在曲线末端存在突变情况。经过比较分析发现,针对研究区的实际情况,改进SG迭代滤波是较优的去噪方法。  相似文献   

6.
背景噪声对语音信号的基音周期提取有很大的影响.结合能够对背景噪声进行有效降噪的EMD(Empirical Mode Decomposition)软阈值法,提出了一种噪声背景下语音基音周期提取的方法.首先将EMD软阈值降噪法和中心削波法相结合,对信号进行预处理,然后利用语音信号波形本身的信息,进行波形之间的匹配估计,从而获得准确的语音信号基音周期.仿真实验表明:与传统的基音周期提取方法相比较,所提方法在基音周期提取的准确度方面有很大的提高.  相似文献   

7.
为了提高X波段双线偏振多普勒雷达的共极化差分相移ΨC质量,利用714XDP-A型车载X波段双线偏振多普勒雷达在北京顺义的探测资料,构造了一个综合滤波方法。将其应用于滤波处理,得到结果:(1)综合小波去噪滤波方法在滤波处理及差分传播相移率KDP的估算方面相较于中值滤波、综合滑动平均、综合卡尔曼滤波及综合有限脉冲响应(FIR)滤波都是最优秀的,其能较好地保留原始ΨC平均趋势及细节特征(偏差基本在±2°可信范围内,部分区域由于对原始ΨC细节特征的保留会略有超出),避免探测误差零值对滤波产生的影响(误差零值订正值回归平均趋势水平,偏差在±2°可信范围内),对原始ΨC距离廓线的平滑程度达到了94%~97%[平滑了超出±1.5° Gate-1(Gate表示雷达距离库)的波动,对±1.5° Gate-1内波动保留];(2)估算的KDP整体在±5° km-1边界阈值内,避免了探测误差零值、环境噪声和δ对KDP估算产生的误差影响,KDP对较强降水指示明显(在回波强度30 dBZ ≤ ZH < 37 dBZ的层积云降水中KDP普遍大于0.25° km-1,峰值可达到4.3° km-1;在回波强度30 dBZ ≤ ZH < 50 dBZ的积雨云降水中KDP普遍大于0.1° km-1,峰值可达到1.95° km-1)。本文工作对于降水估测和水成物粒子识别有着改善效果,这对雷暴天气预警预报具备重要意义。  相似文献   

8.
根据图像和检测算子的特性,以相关性为准则,使用遗传算法对图像小波变换的尺度进行选择,从而构成一种自适应的高斯小波尺度空间.融合该空间下不同尺度检测的图像边缘,使得整幅图像的边缘细节丰富清晰,具有更好的抗噪性能.对测试图像使用Canny算法、单尺度、二进尺度和自适应尺度小波进行边缘检测,验证了该算法在去除噪声和准确定位方面的有效性.  相似文献   

9.
史朝  何建新  刘艳 《气象科学》2010,30(2):245-249
首先分析了X波段双极化多普勒天气雷达降水估计的误差来源及其影响,然后分析了信比、积累阶数对降水估计精度的影响,明确雷达系统本身的测量误差所能达到的理想程度,结果表明在双通道的积累次数M=64,信噪比SNR=10dB的条件下差分反射率的σ(ZDR)=0.32dB,则相应R(Z,ZDR)的降水估计精度最好能达到44%,同样条件下差分相位的σ(ΦDP)=0.08°,那么在降水率R=50mm/h时R(KDP)的降水估计精度最好能达8.6%。  相似文献   

10.
The dynamical characteristics of concentration fluctuations in a dispersing plume over the energetic and inertial-convective range of scales of turbulent motion are studied using a multiscale analysis technique that is based on an orthonormal wavelet representation. It is shown that the Haar wavelet concentration spectrum is similar to the Fourier concentration spectrum in that both spectra exhibit an extensive inertial-convective subrange spanning about two decades in frequency, with a scaling exponent of -5/3. Analysis of the statistical properties (e.g., fluctuation intensity, skewness, and kurtosis) of the concentration wavelet coefficients (i.e., the concentration discrete detailed signal) suggests that the small scales are always more intermittent than the large scales. The degree of intermittency increases monotonically with decreasing scale within the inertial-convective subrange, reaching a plateau at the very small scales associated with the beginning of the near-dissipation subrange. The probability density function (pdf) of the concentration discrete detailed signal displays stretched exponential tails with an intermittency exponent (tail slope) q that increases as a , where is the scale or dilation and a is a power-law exponent that is dependent on downwind distance, plume height, and stratification strength with typical values in the range from about 0.25 to 0.35. It is shown that the concentration variance cascade process requires a phase coherency of eddies between different scales at the small-scale end of the inertial-convective subrange.The variation of the concentration wavelet statistics with height above the ground is investigated. The increased mean shear near the ground smooths the fine-scale plume structure for scales within the inertial-convective subrange, producing a weaker spatiotemporal intermittency in the concentration field compared to that measured higher up in the plume. The pdf of the concentration detailed signal at a fixed scale possesses less elongated tails with decreasing height z. The intermittency exponent q is found to decrease roughly linearly with increasing z.Finally, the results of the wavelet decomposition are combined to provide a conceptual model of the turbulent transport, stirring, and mixing regimes in a dispersing plume. The implications of the results for contaminant texture in a plume are discussed.  相似文献   

11.
墨西哥帽小波变换的影响域和计算方案新探讨   总被引:9,自引:1,他引:8       下载免费PDF全文
该文分析了Torrence等人研究的墨西哥帽 (Mexican Hat) 小波变换的影响域和高频失真问题并探讨了解决方案。平移点b处、小波尺度为a的墨西哥帽小波函数的有效定义域为[ b-2.12a, b+2.12a], 以墨西哥帽为母函数的小波变换的真正影响域是2.12a, 小波尺度a的最大值应为N/4.24(N为时间序列长度)。提出了充分利用小波函数速降性质和立方样条插值小波系数的新计算方案, 消除了该计算方案产生虚假的显著高频周期振荡问题。利用正弦函数型时间序列小波变换的解析式检验了文中提出的新计算方案的合理性。利用新计算方案对冬季Ni?o3.4指数进行分析, 冬季Ni?o3.4指数的平均整体小波功率谱表明, 存在约12年的年代际变化和准4年的年际变化, 不存在显著的准两年周期振荡。  相似文献   

12.
高风速相干结构对通量输送影响的实验研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
切变湍流的相干结构是湍流研究中的重大发现,它表明湍流运动并非完全随机,其中具有可检测的有序结构.本文通过处理南京浦口地区大气边界层观测数据,来分析不稳定层结中高风速相干结构特征.本次观测项目包括对场地中央的气象铁塔上2 m和40 m高度上超声风速仪的脉动速度、温度测量以及风廓线雷达对边界层风速廓线的测量.对超声水平风速时间序列数据进行小波变换 (时间尺度400 s),通过阈值来识别这种高风速相干结构.与多普勒风廓线雷达测量结果对比后发现,这种方法确定的相干结构符合常规的认识,具有较长的时间尺度和较大的垂直尺度 (接近边界层厚度).分析三天相干结构特性得到无量纲空间间隔约为6,即每隔6个边界层厚度的水平位置出现一个高速相干结构.通过与垂直风速小波系数的比较,发现高风速相干结构与向下垂直风速之间有较好相关,这与湍流中 “阵风” 现象的研究结论相似.使用四象限分析方法分类得到两种动量通量输送为负的运动:较小水平风速的上扬 (ejection) 运动 (简称为上扬运动) 和较大水平风速的下扫 (sweep) 运动 (简称为下扫运动),这两种运动在整个湍流活动中处于主导地位.高风速相干结构通过促进下扫运动和抑制上扬运动来影响动量通量的输送.  相似文献   

13.
Wavelets are new tools for turbulence analysis that are yielding important insights into boundary-layer processes. Wavelet analysis, however, has some as yet undiscussed limitations: failure to recognize these can lead to misinterpretation of wavelet analysis results. Here we discuss some limitations of wavelet analysis when applied to nonstationary turbulence. Our main point is that the analysis wavelet must be carefully matched to the phenomenon of interest, because wavelet coefficients obscure significant information in the signal being analyzed. For example, a wavelet that is a second-difference operator can provide no information on the linear trend in a turbulence signal. Wavelet analysis also yields no meaningful information about nonlinear behavior in a signal — contrary to claims in the literature — because, at any instant, a wavelet is a single-scale operator, while nonlinearity involves instantaneous interactions among many scales.  相似文献   

14.
针对常数模算法收敛速度慢的缺点,在分析基于正交小波变换盲均衡器结构和并行软判决盲均衡算法的基础上,提出一种基于正交小波变换的并行软判决盲均衡算法.该算法将正交小波变换引入到并行软判决算法中,利用正交小波变换对信号很强的去相关能力,降低信号的自相关性,以加快算法的收敛速度.水声信道仿真结果表明,与并行的软判决盲均衡算法相比,所提出的基于正交小波变换的并行软判决盲均衡算法具有更快的收敛速度.  相似文献   

15.
提出一种基于视觉注意机制的动态阈值选取方法.首先按人眼视觉注意特点计算各图块的显著性特征值,根据显著性特征值将图像块进行分类,然后利用最大类间方差法和多尺度的自适应阈值方法分别实现不同灰度特性区域的图像动态分割.实验结果表明:该方法能够实现图像多阈值的自动选取,不受照明条件的影响,能够获得满意的二值分割效果.  相似文献   

16.
用连续子波变换提取城市冠层大气湍流的相干结构   总被引:4,自引:2,他引:4       下载免费PDF全文
陈炯  郑永光  胡非 《大气科学》2003,27(2):182-190
切变湍流的相干结构是湍流研究中的重大发现,它表明湍流在表面上看来不规则运动中具有可检测的有序运动,这种相干结构在切变湍流的脉动生成和发展中起着主宰作用.因此识别和提取相干结构对于认识和研究湍流是非常重要的.用数字滤波法将包含相干结构的大尺度信号提取出来以后,再用子波分析,根据子波能量极大值的判别方法,分别确定出大气湍流三个方向上的速度脉动信号相干结构的频率或时间尺度,然后由确定尺度上的连续子波反演公式,提取出大气湍流三个方向上的速度脉动信号相干结构所对应的波形.  相似文献   

17.
为了提高地面自动站资料审核的质量控制,引入了小波阈值法分析方法。根据气象资料的多时间尺度特征,通过小波分解分析了气象要素的变化过程、变化强度和变化复杂性,实现了噪声阈值对地面自动站资料异常数据的自动判别,保证了地面自动站资料质量的控制。  相似文献   

18.
Convectively coupled equatorial waves (CCEWs) are major sources of tropical day-to-day variability. The majority of CCEWs-related studies for the past decade or so have based their analyses, in one form or another, on the Fourier-based space–time spectral analysis method developed by Wheeler and Kiladis (WK). Like other atmospheric and oceanic phenomena, however, CCEWs exhibit pronounced nonstationarity, which the conventional Fourier-based method has difficulty elucidating. The purpose of this study is to introduce an analysis method that is able to describe the time-varying spectral features of CCEWs. The method is based on a transform, referred to as the combined Fourier–wavelet transform (CFWT), defined as a combination of the Fourier transform in space (longitude) and wavelet transform in time, providing an instantaneous space–time spectrum at any given time. The elaboration made on how to display the CFWT spectrum in a manner analogous to the conventional method (i.e., as a function of zonal wavenumber and frequency) and how to estimate the background noise spectrum renders the method more practically feasible. As a practical example, this study analyzes 3-hourly cloud archive user service (CLAUS) cloudiness data for 23 years. The CFWT and WK methods exhibit a remarkable level of agreement in the distributions of climatological-mean space–time spectra over a wide range of space–time scales ranging in time from several hours to several tens of days, indicating the instantaneous CFWT spectrum provides a reasonable snapshot. The usefulness of the capability to localize space–time spectra in time is demonstrated through examinations of the annual cycle, interannual variability, and a case study.  相似文献   

19.
风廓线雷达探测大气返回信号谱的仿真模拟   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
利用2008年1—9月北京延庆地区对流层CFL-08风廓线雷达和2009年7—12月广东东莞地区边界层CFL-03风廓线雷达晴空大气探测资料,对大气返回信号功率谱密度分布及雷达系统噪声幅度统计特征进行分析。基于大气返回信号的谱分布符合高斯分布的统计结果,采用高斯模型对大气返回信号谱进行模拟;雷达系统噪声是白噪声,其谱线幅度的统计特征呈高斯分布,在此基础上,通过生成高斯分布随机函数对雷达探测输出信号进行信号谱分布的仿真模拟,并采用雷达探测信号的谱参数对仿真模拟进行检验,效果较好。该文应用仿真模拟的数据,对风廓线雷达信息处理方法及其处理精度进行了初步试验和分析。  相似文献   

20.
近百余年我国气温变化的突变点分析   总被引:25,自引:4,他引:25  
用墨西哥帽小波和哈尔小波函数分析了我国气温变化的突变点位置,并用气温序列的5a滑动平均序列计算了信噪比(S/N),进一步验证了突变点的位置。同时还通过小波逆变换分析了我国温度变化趋势。结果表明:从不同气候层次来看,1920年前后气温发生了急剧的变化。目前我国气温处于偏高阶段,并将持续一段时间。  相似文献   

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