基于GWO-VMD-SVD的Φ-OTDR信号降噪方法
CSTR:
作者:
作者单位:

(华北电力大学 1.电子与通信工程系;2. 河北省电力物联网技术重点实验室;3. 保定市光纤传感与光通信技术重点实验室, 河北 保定 071003)

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TN911.6

基金项目:

国家自然科学基金项目(61775057);河北省自然科学基金项目(E2019502179).通信作者:谷元宇 E-mail:1315019394@qq.com


Φ-OTDR Signal Denoising Method Based on GWO-VMD-SVD
Author:
Affiliation:

(North China Electric Power University 1. Department of Electronic and Communications Engineering;2. Hebei Key Laboratory of Power Internet of Things Technology;3. Baoding Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Optical Communication Technology, Baoding 071003, CHN)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    针对Φ-OTDR系统采集的信号中包含大量随机噪声的问题,提出了一种基于灰狼优化算法的变分模态分解联合奇异值分解的新型降噪方法(GWO-VMD-SVD)。通过灰狼优化算法寻找VMD分解中最优的分解层数K和二次惩罚因子α,抑制了模态混叠现象;引入排列熵判定机制区分有用信号分量和噪声分量;将有用信号分量保留,同时对噪声分量使用SVD分解进行二次降噪,提取其中的有用信号;将两次降噪保留的有用信号进行重构,得到降噪后的信号。实验结果表明,该方法相对于VMD-PE和EEMD-CC,信噪比更高,能更有效地保留信号中的有用信息。

    Abstract:

    To solve the problem that the signals collected by Φ-OTDR system contain a lot of random noise, a new noise reduction method based on grey Wolf optimization algorithm with variational mode decomposition combined with singular value decomposition (GWO-VMD-SVD) is proposed. The gray Wolf optimization algorithm was used to find the optimal decomposition layers and the quadratic penalty factor in VMD decomposition, and the mode aliasing phenomenon was suppressed. The permutation entropy determination mechanism was introduced to distinguish the useful signal component from the noise component. The useful signal component was retained, and the noise component was denoised by SVD decomposition to extract the useful signal. The useful signal retained by two denoising was reconstructed and the denoised signal was obtained. Experimental results show that the proposed method has higher SNR than VMD-PE and EEMD-CC, and can retain useful information in the signal more effectively.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

尚秋峰,谷元宇.基于GWO-VMD-SVD的Φ-OTDR信号降噪方法[J].半导体光电,2023,44(6):913-918. SHANG Qiufeng, GU Yuanyu.Φ-OTDR Signal Denoising Method Based on GWO-VMD-SVD[J].,2023,44(6):913-918.

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2023-07-18
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2023-12-27
  • 出版日期:
文章二维码

漂浮通知

①《半导体光电》新近入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版),这是本刊自1992年以来连续第10次被《中文核心期刊要目总览》收录。
②目前,《半导体光电》已入编四个最新版高质量科技期刊分级目录,它们分别是中国电子学会《电子技术、通信技术领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国图象图形学学会《图像图形领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国电工技术学会《电气工程领域高质量科技期刊分级目录》(T3)和中国照明学会《照明领域高质量科技期刊分级目录》(T2)。
③关于用户登录弱密码必须强制调整的说明
④《半导体光电》微信公众号“半导体光电期刊”已开通,欢迎关注