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《长春工业大学》 2010年
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工程信号实时小波分析的设计与实现

康骥春  
【摘要】:工程信号小波分析过程,主要局限在将大量数据采集后,用软件进行分析和处理上,无法达到实时性的要求。本文从实际应用的角度出发,提出了离散小波变换的硬件结构,同时在FPGA中加以实现。 本文主要完成的工作: 在深入阐述了小波分析基本理论及其特点的基础上,给出了直观的描述Mallat算法的流程图,其与滤波器组理论的相似之处:通过反复利用高、低通滤波器组来完成小波变换的各级分解计算,并由此提出了硬件实现的整体架构。 本文利用自制的ARM和FPGA实验平台,完成了在FPGA中实现小波滤波器组的设计。为了提高卷积运算的速度,采用DA分布式算法,其优点在于只需要一个查找表和一个带移位的累加器,减少了硬件资源的消耗。同时,为了提高小波分析的运行速度,采用了流水线技术、优化存储结构、缩短关键路径等技术。 为了验证所提出的离散小波分析硬件结构的正确性,采用Verilog硬件描述语言对整个设计进行了完全可综合的RTL级描述,在ALTERA公司的FPGA开发环境QUARTUSⅡ9.0中实现了综合和仿真,采用将仿真结果与MATLAB软件产生结果进行比较,从而验证了该小波分析硬件结构的正确性。最终,在ALTERA公司的FPGA器件EP3C25芯片中实现。 在全局同步时钟的控制下,实现了将并行分解后的数据实时地传给ARM的帧缓存,以便进行显示等功能。本文以信号发生器发出的心电信号为例,给出了小波分析的原始心电信号和一级分解的低频信号按照高8位、低8位进行比较显示的结果。 最后为了使分析结果的波形接近圆滑或连续,本文设计了抽样和插值运算模块并完成了实验验证。 实验结果表明,本文设计的工程信号小波分析实验方案达到了硬件资源消耗低、关键路径延时短以及易于实现等要求。但是,由于我国在这一领域内的实用研究才刚刚起步,技术还远未达到成熟,参考资料极少,特别是小波并行架构体系的研究,需要在今后的工作中进一步研究实践。
【学位授予单位】:长春工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN911.7

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 鲁小兵;城市轨道交通远端短路电流鉴别研究[D];西南交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭书军,王玉花;流水线技术在FPGA设计中的应用[J];北方工业大学学报;2004年01期
2 张维良,郭兴波,潘长勇,杨知行,韩周安;高速FIR滤波器的流水线结构[J];电讯技术;2002年02期
3 李旭;;基于FPGA的流水线技术应用研究[J];电子测量技术;2007年02期
4 徐锋 ,禹卫东 ,唐红 ,谢东东;基于FPGA流水线分布式算法的FIR滤波器的实现[J];电子技术应用;2004年07期
5 曲少波;;基于并行流水线结构的可重配FIR滤波器的FPGA实现[J];国外电子元器件;2007年03期
6 邵婷;刘国华;赵军朝;;基于分布式算法的高速高FIR滤波器实现[J];火炮发射与控制学报;2007年04期
7 李明纬;黄世震;;应用分布式算法在FPGA平台实现FIR低通滤波器[J];中国集成电路;2007年02期
8 朱霞;柴志雷;须文波;;基于FPGA的数字滤波器乘法模块改进[J];计算机仿真;2009年01期
9 华林,朱柯,周晓芳,章倩苓;一种适合JPEG2000的离散小波变换VLSI统一结构[J];微电子学;2003年04期
10 刘洋;尹蕾;李广军;;基于流水线技术的可重构体系结构的研究与设计[J];微电子学;2008年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 唐小军;实时信号处理—算法的实时性与算法—硬件映射[D];电子科技大学;2003年
2 张伯约;基于小波变换的视频滤波降噪系统研究与设计[D];河海大学;2005年
3 李敏;用硬件实现小波变换及其重构的研究[D];东华大学;2008年
4 杨洪刚;高效并行流水低存储的小波变换算法研究[D];西安电子科技大学;2008年
【共引文献】
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1 陈海胜;;基于小波变换的桥梁损伤识别研究[J];四川建筑科学研究;2010年05期
2 水孝敏,许岚兵,曹辉;一种实现雷达回波图像的压缩方法[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
3 张艳丽;杨仁弟;;基于小波变换自适应滤波方法的ECG信号消噪[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年06期
4 马强,许桢英;动态测量误差溯源方法研究[J];安徽机电学院学报;2001年04期
5 赵转哲;姜忠宇;何慧娟;;Matlab在货车滚动轴承故障诊断中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年01期
6 王素华,张伟林;斜拉桥斜索损伤分析中的小波变换研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年03期
7 李多田;张伟林;;结构无损检测与小波分析方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期
8 张延;张凯;;农用拖拉机喷油泵校正器的设计与实现[J];安徽农业科学;2009年21期
9 何国栋;章姗姗;;基于小波变换的电力信号奇异性检测[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年04期
10 贾朱植,董立文,董勃,谢元旦;Fourier变换和Gabor变换与小波变换的比较研究[J];鞍山科技大学学报;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王炬;樊绍胜;;平移不变小波快速算法在电力通信消噪中的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 牛雪娟;刘景泰;孙雷;;基于小波变换的栅格点云多分辨率分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 朱寅;吴敏;曹卫华;何勇;;基于小波分解与图像增强的高炉红外图像处理方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 郭晓霞;杨慧中;;基于多阈值的小波包去噪[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 李迎春;刘培培;侯燕;明艳杰;;管道盗警信号能量分布特征的小波包分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 王璐;张丽;王红球;易裕民;;拉曼光谱用于液态物品安检的方法研究[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
7 李睿;罗焕梅;朱彩凤;胡桃花;李亚军;;浅谈自动气象站月报表数据文件的审核规则库设计[A];2011年中国气象学会气象通信与信息技术委员会暨国家气象信息中心科技年会论文摘要[C];2011年
8 王东森;孙勇军;;多维Laplace小波及其在颤振飞行试验中的应用[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
9 何斌;戚佳杰;;小波分析在滚动轴承故障诊断中的应用研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 宋婧婧;王健平;;有限谱小波基函数及其应用[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
2 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王文答;小波视频编码与动态码率传输技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 刘营;雷达图像编码器的并行处理研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 沈郑燕;声纳图像去噪与分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 唐艳红;基于航海雷达的海浪遥测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
10 全惠敏;电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田继辉;用于三维影像快速浏览的多尺度DEM数据组织研究[D];河南理工大学;2010年
2 丁凯;基于随机模型的IGS台站高精度解算及其时间序列分析[D];山东科技大学;2010年
3 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
4 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
5 张明军;基于小波包最优树的图像融合技术研究[D];山东科技大学;2010年
6 张庆伟;基于小波变换的阈值图像去噪方法[D];山东科技大学;2010年
7 田键;磁粉检测系统中图像增强的方法研究[D];长春理工大学;2010年
8 潘博;基于小波变换的图像编码与解码技术的研究[D];长春理工大学;2010年
9 郑伟光;基于小波变换的信号调制方式识别方法[D];长春理工大学;2010年
10 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 任韬;李夏青;;基于PSCAD的牵引供电系统建模与短路电流仿真[J];北京石油化工学院学报;2010年01期
2 刘炜;李群湛;李鲲鹏;郭蕾;;城市轨道交通直流牵引供电系统模型及其仿真研究[J];电气应用;2009年07期
3 周武成;袁立祥;刘健平;;直流传动地铁车辆升级改造探索[J];电力机车与城轨车辆;2008年01期
4 胡继胜,苗彦英;轻轨车交流传动系统技术方案及主要参数的选择[J];大连铁道学院学报;2003年01期
5 卫志农,郑玉平,何桦;基于小波变换的地铁远方短路电流分析[J];电力系统及其自动化学报;2003年06期
6 王广峰;孙玉坤;陈坤华;;地铁直流牵引供电系统中的DDL保护[J];电力系统及其自动化学报;2007年01期
7 董海燕;田铭兴;;地铁直流牵引供电系统整流机组的仿真分析[J];电气传动自动化;2010年05期
8 黄德胜;;地铁牵引供电系统保护[J];都市快轨交通;2005年06期
9 郭志;;直流牵引供电系统继电保护参数匹配[J];都市快轨交通;2009年04期
10 林良真,叶林;电磁暂态分析软件包PSCAD/EMTDC[J];电网技术;2000年01期
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1 孔玮;城市轨道交通直流牵引系统故障分析及若干问题的研究[D];华北电力大学(北京);2005年
2 侯霞;小波神经网络若干关键问题研究[D];南京航空航天大学;2006年
3 刘炜;城市轨道交通列车运行过程优化及牵引供电系统动态仿真[D];西南交通大学;2009年
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1 顾添慧;城市轨道交通列控系统牵引制动的计算和研究[D];北京交通大学;2011年
2 胡俊;轨道交通牵引供电系统直流母线保护的研究与设计[D];北京交通大学;2011年
3 李维;基于PSCAD的电力系统机电暂态与电磁暂态混合仿真[D];天津大学;2010年
4 何桦;基于小波变换的地铁直流侧远方短路电流分析[D];河海大学;2002年
5 陈靖;行波法故障测距的理论研究及其实现方案[D];武汉大学;2004年
6 王元;香港地铁发展模式对北京的启示[D];北京交通大学;2007年
7 毛文喜;城市轨道交通牵引供电系统整流器研究[D];湖南大学;2007年
8 李良威;城市轨道交通直流侧短路故障研究[D];西南交通大学;2007年
9 杨莉莉;DC1500V三轨供电系统直流馈线保护研究[D];西南交通大学;2008年
10 杜芳;地铁机车建模及直流牵引供电系统故障分析[D];北京交通大学;2010年
【二级引证文献】
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1 王元贵;直流牵引供电系统短路故障识别与定位研究[D];西南交通大学;2013年
【二级参考文献】
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1 李国军,马凤铭;提升小波变换及其FPGA实现[J];鞍山师范学院学报;2004年04期
2 朱冰莲;程联营;孔杰;;基于分布式算法的高阶FIR滤波器及其FPGA实现[J];电讯技术;2006年02期
3 陈小勤;何正友;;基于小波熵和小波熵权的电能质量扰动识别[J];电力科学与工程;2006年01期
4 黄宁,张家谋;图象中值滤波的硬件实现[J];电视技术;1996年08期
5 张维祥,田玉静,姜伟,周林荪;实用数字视频降噪器[J];电视技术;1997年04期
6 朱锋峰,任震,黄雯莹;基于两个实值小波变换定量检测电能质量扰动的新方法[J];电网技术;2003年11期
7 李亚奇;张雅绮;;线性相位FIR数字滤波器[J];电子测量技术;2005年06期
8 何永泰;;基于FPGA的多路A/D转换控制接口设计[J];电子测量技术;2006年02期
9 朱艳云 ,文爱军;可级联FIR滤波器的IP设计及FPGA验证[J];电子工程师;2002年05期
10 覃祥菊,朱明程,张太镒,魏忠义;FPGA动态可重构技术原理及实现方法分析[J];电子器件;2004年02期
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1 吴岑;基于滤波器组的小波变换研究[D];武汉理工大学;2005年
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1 何岭松,吴波,康宜华,吴雅;小波分析及其在设备故障诊断中的应用[J];华中科技大学学报(自然科学版);1993年01期
2 王延平;梅雁诚;梅林;;图像的小波锥分解及其矢量量化[J];武汉大学学报(自然科学版);1993年06期
3 张定会;基于小波分析的故障诊断[J];上海理工大学学报;2000年02期
4 刘文霞,孙凤英,王德江;机械设备故障诊断理论及相关技术的研究[J];交通科技与经济;2001年03期
5 张广莹,邓正隆;小波分析在系统辨识中的应用[J];电机与控制学报;2002年01期
6 张德宝,廖学兵,谢正喜,朱绍文;小波分析在火控电视跟踪器图像处理中的应用[J];火力与指挥控制;2002年S1期
7 钱宇,李秀喜,江燕斌,黄启明;化工过程集成型智能故障诊断系统研究与开发[J];华南理工大学学报(自然科学版);2002年11期
8 周凤星;程耕国;;冲击信息提取与故障诊断[J];电子测量技术;2003年05期
9 康维新;彭喜元;;桩基小波特征的研究[J];电子测量与仪器学报;2005年05期
10 孙丽卿;张国峰;王行仁;;无人机仿真训练系统[J];计算机仿真;2006年02期
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1 杜爱民;徐文耀;陈耿雄;;磁暴期间Pc5地磁脉动的小波分析[A];第十届全国日地空间物理学术讨论会论文摘要集[C];2003年
2 田延安;王建文;杨莉;;小波技术与神经网络在齿轮诊断中的应用[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
3 陆费东;蒋爱平;;小波分析在控制中的应用及展望[A];第一届中国智能计算大会论文集[C];2007年
4 陆费东;蒋爱平;;小波分析在控制中的应用及展望[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
5 王德育;张玉民;韩枫;杨志猛;;宿州市暴雨日的变化特征分析[A];第26届中国气象学会年会气候变化分会场论文集[C];2009年
6 李玮;王汉杰;周红;;小波分析在气象图像压缩中的应用[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年
7 侯宏花;陈树越;郭保全;;基于小波分析的SARS胸片图象增强[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年
8 徐小顺;张瑞建;;基于动态信号处理的煤粉浓度在线监测系统[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
9 徐小顺;张瑞建;;基于动态信号处理的煤粉浓度在线监测系统[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
10 仲崇霞;杨廷高;;综合脉冲星时算法的小波分析与维纳滤波方法[A];2005年全国时间频率学术交流会文集[C];2005年
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1 本报通讯员 阳雄 周振彦;李建平:我要让世界颤动一下[N];科技日报;2002年
2 阳雄;李建平:前沿课题敢“弄斧”[N];解放军报;2002年
3 记者 徐斌;重庆紧缺人才招聘会昨在香港举行[N];重庆日报;2005年
4 本报记者 李其碧;自我加压全力以赴拓市场[N];西南电力报;2009年
5 健康时报记者 王志胜;男人39岁开始易心梗[N];健康时报;2008年
6 姜丽丽;颤振试飞急先锋[N];中国航空报;2005年
7 本报记者 陈建强;学科建设:南开“211工程”的龙头[N];光明日报;2001年
8 本报记者 罗利;走大众化品牌的道路[N];计算机世界;2002年
9 本报记者 李兰;太阳黑子周期[N];科技日报;2002年
10 姜蓉;产权式商铺:“到口肥肉”缘何变成“烫手山芋”[N];中国经营报;2005年
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1 任宝生;碎屑岩储层建模方法研究[D];西南石油学院;2005年
2 刘育明;动态过程数据的多变量统计监控方法研究[D];浙江大学;2006年
3 陈柳;小波分析和神经网络应用于大气污染预测的研究[D];西安建筑科技大学;2006年
4 张征平;异步电动机早期故障检测的小波分析方法研究[D];华南理工大学;2002年
5 廖忠;小波网络及其在水轮机调节系统中的应用研究[D];河海大学;2005年
6 陈世国;数字核仪器系统中高斯成形滤波的设计与实现[D];四川大学;2005年
7 李登高;基于小波的多分辨率数字几何造型技术的研究[D];清华大学;2006年
8 佟伟民;股指期货交易中操纵行为识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 何峰江;声反射成像测井仪器仿真及波形处理技术研究[D];石油大学(北京);2005年
10 张健;提高制浆蒸煮过程纸浆Kappa值软测量精度的研究[D];华南理工大学;2004年
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1 姜会亮;基于整数小波变换的静态图像压缩技术的研究及实现[D];扬州大学;2005年
2 王轶;基于数据挖掘的机车牵引变流器故障诊断[D];西南交通大学;2005年
3 王茜;心脏泵血功能储备测量仪的研究[D];重庆大学;2005年
4 马强;小波分析与图像处理系统的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
5 成敬周;模糊理论在超高压线路保护中应用的研究[D];华北电力大学(河北);2005年
6 李永进;基于小波分析的故障诊断系统的研究与实现[D];武汉科技大学;2005年
7 汪汇兵;基于小波分析的空间数据在线式多尺度表达[D];武汉大学;2004年
8 张飞;心电信号检测算法研究[D];中南大学;2005年
9 朱少辉;探地雷达在高等级公路质量检测中的应用研究[D];吉林大学;2006年
10 黄嘉;针对主减速器质量评价的振动信号分析技术研究[D];电子科技大学;2006年
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