基于变分模态分解和SG滤波的二次谐波降噪

针对可调谐半导体激光器吸收光谱学,在测量低浓度气体过程中二次谐波存在的噪声问题,提出利用变分模态分解(VMD)和Savitzky-Golay滤波(SG滤波)相结合方法(简记为VMD-SG滤波)对含噪信号进行降噪。分析了VMD平衡参数的最优选取,利用所设框长调节因子P,选取SG滤波的最优框长。通过与其他几种降噪算法相比,VMD-SG滤波降噪算法在信噪比、均方根误差、波形恢复、二次谐波特征点误差方面均表现较优。在信噪比(SNR)为-7.8389 dB下该算法SNR提升量为22.047 dB,均方根误差为0.0154,与标准二次谐波相关系数为0.985。结果表明,基于VMD-SG滤波降噪算法的可调谐二极管吸收光谱复合降噪技术,在弱信号方面可以提高信号质量,有利于提高气体反演精度、系统检测灵敏度。