埋入式压电声源的声信号改进阈值降噪方法.pdfVIP

第26卷 第 10期 传 感 技 术 学 报 V01．26 No．10 2013年 10月 CHINESE JOURNALOFSENSORSANDACTUATORS 0ct．20l3 DenoiseM ethodofImprovedThresholdforSignalExcitedby EmbeddedPiezoelectricSoundSource WANG Bing ．CHEN (1．SchoolofElectronicInformationEngineering，PanzhihuaTechnologyIn~stitute，PanzhihuaSichuan617000，China 2．SchoolofElectronicInformation，SichuanUniversity，Chendu610065，China) Abstract：Themethodofembeddingpiezoelectricelementinconcretehasbeenresearchedforyears．Thefunctionof themonitoringtemperature，stressandflaw inconcretehasbeenimprovedtobefeasible．However，thelongexisting problem oflow signal—to—noiseratio isabarrierforthe developmentofthistechnology．An improved threshold denoisemethodiSproposed basedontheliftingwavelet．A modifyfactor仅 iSintroducedtoadiustwavelet coefficient．A new functionofimprovedthresholdisformed．Theexperimentofdenoisingthesoundsignalexcitedby embeddedpiezoelectricelementiscarriedout．TheresultshowsthattheproposeddenoisemethodincreasedtheSNR bymorethan58．32％ anddecreasedtheMSE bv64．28％ ． Keywords：smartmaterialstructure；piezoelectric；denoiseandliftingwavelet EEACC：2860 doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．10．018 埋人式压电声源的声信号改进阈值降噪方法米 王 兵 ，陈 雨 (1．攀枝花学院电气信息_丁程学院，四川 攀枝花 617000；2．四川大学电子信息学院，成都 610065) 摘 要：将压电陶瓷埋人混凝土中形成一种具有应力、温度及缺陷检测和监测的混凝土机敏模块的方法具有结构低损伤和 长期在线监测功能等多方面的优势。然而，长期以来 ，压电埋入式结构产生声信号的低信噪比问题一直是阻挠其发展的主要 因素之一。本文基于提升小波算法，提出了一种声信号降噪的改进阈值算法。引人参数修正因子 用于调整估计小波系数， 构造了一种基于提升小波的改进阈值函数。通过对课题组提出的一种压电埋入式混凝土模块 中声信号的处理，得到了较常 规软、硬闽值算法更优的降噪效果 ，信号的信噪比(SNR)最多提高了58．32％，均方误差(MSE)最多降低了64．28％。 关键词 ：智能材料结构；压电；降噪；提升小波 中图分类号：TM282 文献标识码 ：A 文章编号：1004—1699(2013)10—1409—05 将压电陶瓷元件埋人混凝土中形成具有 自检测 制约：(1)埋人状态下，压电敏感单元的声激励能力 和监测功能的压电埋人式混凝土敏感模块 自上世纪 受到限制，导致激发的声信号弱，加之混凝土内部声 90年代提出以来 ¨J，其结构和功能 日趋完善和成