Local polynomial approximation and intersection of confidence intervals for removing noise of lightning electric field measurements

Abstract

Las mediciones de campo eléctrico producido por rayos (LEF) son señales aperiódicas caracterizadas por ruido inherente de diferentes fuentes, es decir, no es posible registrar una señal libre de ruido. En la última década, se ha logrado filtrar mediciones de LEF utilizando algunas representaciones tiempo-frecuencia tales como la transformación de Fourier de corto tiempo (STFT), la transformación wavelet (WT) y la transformación de Fourier fraccionaria (FRFT) sin resultados definitivos. En este trabajo, se propone un proceso de eliminación de ruido aplicado a mediciones de LEF usando la aproximación polinomial local (LPA). La selección del tamaño de la ventana se realiza combinando la LPA con el algoritmo de intersección de intervalos de confianza (ICI). Además, un criterio de validación cruzada se utiliza para seleccionar el valor óptimo del umbral en el método de reducción de ruido LPA-ICI. Se muestra que para diferentes valores de relación señal-a-ruido (SNR), el método propuesto reduce significativamente el ruido presente en las señales registradas. Finalmente, se realiza una discusión sobre las señales procesadas en términos de algunas características temporales del campo eléctrico.