首页 > 论文 > 光学学报 > 31卷 > 2期(pp:0201001--1)

基于希尔伯特-黄变换的激光云高仪后向散射信号去噪方法

A Denoising Method for Backscatter Signal of Laser Ceilometer Based on Hilbert-Huang Transform

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摘要

基于希尔伯特-黄变换(HHT)和Savitzky-Golay滤波,提出了一种结合HHT时频分析的半导体激光云高仪后向散射信号去噪方法。该方法在对云高仪后向散射信号的噪声特性及传统去噪方法的缺陷进行研究的基础上,选择截止分量阶一定的自适应时变时空滤波器组(TFB)结构并辅助Savitzky-Golay滤波抑制噪声,最后利用HHT时频分析辅助云层参数及垂直能见度的反演并验证去噪效果。经大量不同天气条件下的实验数据验证及反演结果对比,发现该方法在保留有用信息特征、有效抑制各种平稳或非平稳噪声的基础上,能够帮助云底云高识别及能见度反演,并且降低了云高漏报率、提高了云底云高的细节识别能力和能见度反演的精度。

Abstract

A denoising method combined with Hilbert-Huang transform (HHT) time-frequency analysis for backscatter signal of laser diode ceilometer based on HHT and Savitzky-Golay filtering is proposed. Considering characteristics of ceilometer backscatter signal proper structure of adaptive time-variant time-space filtering bank (TFB) assisted by Savitzky-Golay filtering is selected to suppress noise. Then, HHT time-frequency analysis is used to observe signal features and test denoising effect. It is proved by plenty of test data under various weather conditions that the method can help to suppress noise without deteriorating signal features and improve the ability of cloud base and height identification, and finally obtain precise retrieving of vertical visibility.

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补充资料

中图分类号:TN957.52

DOI:10.3788/aos201131.0201001

所属栏目:大气与海洋光学

基金项目:公益性行(气象)科研专项基金(GYHY200706023)资助课题)

收稿日期:2010-04-25

修改稿日期:2010-06-21

网络出版日期:0001-01-01

作者单位    点击查看

何俊峰:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
刘文清:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
张玉钧:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
陈臻懿:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
阮俊:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
王立明:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031

联系人作者:何俊峰(hejunfeng@aiofm.ac.cn)

备注:何俊峰(1980—),男,博士研究生,主要从事测云激光雷达系统及信号处理等方面的研究。

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