吉林大学学报(信息科学版) ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (6): 1207-1213.

• • 上一篇    下一篇

改进余弦相似度优化VMD的去噪算法及应用

王冬梅a,b , 张 丹c , 肖建利c , 孙 颖c , 路敬祎a,b,c   

  1. 东北石油大学 a. 三亚海洋油气研究院, 海南 三亚 572000;b. 人工智能能源研究院; c. 电气信息工程学院, 黑龙江 大庆 163318
  • 收稿日期:2024-06-17 出版日期:2025-12-08 发布日期:2025-12-08
  • 作者简介:王冬梅(1977—), 女, 黑龙江肇州人, 东北石油大学副教授, 硕士生导师, 主要从事数字信号处理、通信网络理论与 技术以及工业监控系统等研究, (Tel)86-18745977161 (E-mail)wdmljy@ 126. com。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目 ( 62103096 ); 海南省自然科学基金资助项目 ( 623MS071 ); 春晖计划基金资助项目(HZKY20220314)

Denoising Algorithm and Application of VMD Optimized by Corrected Cosine Similarity

WANG Dongmeia,b, ZHANG Danc, XIAO Jianlic, SUN Yingc, LU Jingyia,b,c   

  1. a. Sanya Offshore Oil & Gas Research Institute, Sanya 572000, China; b. Artificial Intelligence Energy Research Institute;c. College of Electrical Information and Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China
  • Received:2024-06-17 Online:2025-12-08 Published:2025-12-08

摘要:

针对变分模态分解(VMD: Variational Mode Decomposition)中预设尺度 K 值难以确定以及有效的模态分量难以选取的问题, 提出了一种修正余弦相似度(CCS: Corrected Cosine Similarity)与 VMD 相结合的方法。首先,通过 VMD 算法把原始信号分解为K个不同特征时间尺度的固有模态函数(IMF: Intrinsic Mode Function); 然后利用修正余弦相似度方法确定预设尺度 K 和有效的模态分量, 并把有效的模态分量进行信号重构; 最后, 在管道泄漏信号的去噪中使用此方法。仿真实验和实际泄漏信号处理结果表明, 通过VMD_CCS算法可以准确地确定预设尺度K值并且选取出有效的模态分量, 管道泄漏信号的去噪效果得到了有效改善。

关键词:

Abstract:

Due to the difficulty in determining the default dimension K value and selecting effective modal components in VMD(Variational Mode Decomposition), a method combining CCS(Corrected Cosine Similarity) with VMD is proposed. First, the original signal is decomposed by the VMD algorithm into K IMFs( Intrinsic Mode Functions) with different characteristic time scales. Then, the CCS method is used to determine the preset scale K and identify effective modal components, followed by signal reconstruction using these components. This method is applied to pipeline leakage signal denoising. Simulation experiments and actual leakage signal processing demonstrate that the VMD_CCS algorithm can accurately determine the preset scale K value and select effective modal components, effectively improving the denoising performance of pipeline leakage signals.

Key words:

中图分类号: 

  • TN911. 7