0 引言

    在可调谐激光二极管吸收光谱（TDLAS）信号的噪声消除算法中，小波算法的应用最广泛，其在光谱降噪方面性能显著[1-7]。叶玮琳等人[6]采用多阈值小波降噪算法对测量信号和参考信号间的差分信号进行降噪，降低了噪声对锁相放大器的二次谐波信号的影响，但未进行定性分析。陈真诚等人[8]提出了一种集合经验模态分解（EEMD）与小波阈值（WT）相结合的降噪方法，有效地滤除了光电容积脉搏波中的噪声，但EEMD容易造成信号失真。HU H等人[9]提出了一种联合WT去噪的变分模式分解（VMD）、多方向优化器（MVO）和粒子群优化（PSO）算法，获得了相对较高的信噪比和较小的均方根误差，但算法过于复杂。潘云等人[10]提出一种误差分配算法，采用随机化方法分析了各个误差项对浓度测量的影响，为TDLAS系统的设计与误差分析提供了依据，但作者在实验中仅选取了单一浓度的CO，并在固定的温度和压强下进行，因此其结果缺乏普适性。张瑞林等人[11]提出变分模态分解和小波阈值调整函数（VMD-WTFD）算法，分析了VMD的平衡参数与噪声等级的关系，指出新型阈值函数能够在软、硬阈值函数之间切换。但是，该算法在处理噪声（尤其是信噪比较低）时，信号波形恢复往往偏离标准的谐波信号。

    为了恢复出更标准的信号波形，本文提出一种改进VMD-WTFD算法，并使用一种新型阈值函数来实现软、硬阈值的选取。

3 结束语

    本文提出了一种改进VMD-WTFD算法，通过仿真验证了该算法的二次谐波光谱信号反演质量。与其它4种降噪算法相比，本文提出的算法在恢复原始信号的峰值、峰位、峰谷值方面表现最优。同时，对人体呼出的CO2二次谐波光谱信号进行了测量，为医学检测人体呼出CO2的含量提供了有价值的参考。