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《西北工业大学》 2002年
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基于小波变换的畸变信道检测和目标特征提取研究

马艳  
【摘要】: 未来海战对鱼雷在探测目标、识别目标和反对抗能力方面提出了更高的要求,而宽频带回波信号具有携带目标信息量大,混响背景相关性弱,利于检测、识别目标等优点,因此自导系统发展的方向是宽频带自导。小波变换具有在时频平面内自适应调整单元分辨率、与宽带相关处理结构相似等优点,使得它在非平稳和宽频带信号处理中起着非常重要的作用。本论文以小波变换为数学工具,力图从理论和实验两方面系统地研究在宽频带自导中遇到的两个问题:畸变信道的信号检测和水下目标的特征提取与识别。 首先详细介绍了宽带信号处理和小波变换理论。详细阐述了宽带信号及系统的三个条件、宽带系统的回波模型和宽带模糊度函数的概念,指出了连续小波变换(CWT)与宽带模糊度函数的惊人相似之处。并依据连续小波变换的性质给出了计算宽带模糊度函数时,宽带副本产生的三种方法:多采样率方法、交互小波变换方法和基于采样定理的方法,通过分析可知,前两种方法由于其庞大的计算量使得其在实际应用中受阻,第三种方法则因为其快速算法而有望在实际中得到应用。 其次从理论和实验两方面系统地研究了两个常见畸变信道的信号检测。从频率扩展信道(Fast Fading Distortion,FFD)和时间扩展信道(Time Spreading Distortion,TSD)的形成机理出发建立了目标回波的数学模型,指出FFD和TSD的最佳检测器分别为分段副本相关器(SRC)和副本相关积分器(RCI)。同时又依据连续小波变换的性质推导出FFD和TSD信道小波变换域的最佳检测器:小波域的分段副本相关器(WDSRC)和小波域的副本相关积分器(WDRCI),并从理论和仿真证明了它们与相应的时域检测器性能的一致性,优于小波域的副本相关器(WDRC)。另一方面,为了减小RCI检测器与TSD信道之间的严重失配问题,在RCI基础上提出了多重假设的RCI检测器,该方法可有效估计TSD信道的扩展时间。接着进行水池实验验证了FFD和TSD信道的最佳似然比检测器分别为SRC和RCI,并针对实验环境对多重假设的RCI算法作了改进,估计了TSD信道的扩展时间。 最后全面、系统、深入地讨论研究了宽带目标回波的特征提取和识别问题。从数学的角度描述了目标识别过程,依据CWT和多分辨分析表示信号的特点,提出了以信号尺度—小波能量谱、时间—小波能量谱、多分辨分解系数和各子带能量强度为特征的方法。为了从正交小波包分析中提取一组频带互不重叠的基函数,研究了信号的最优基(BB)和局域判别基(LDB)的度量及其搜索方法,在最佳基的基础上以各子空间的分解系数、各子带代价函数和 万p7丑人一博士学位论文 基于小波变换的呜变信道检测与目标特征提取 一 各子带能量强度为特征的方法。同时全面总结了特征选择时特征分辨能力的度 量,用这些特征提取和压缩方法对莱蒙湖底不同沉积物的反射回波进行了分类 识别,在该过程中,用一种简单的准则解决了确定多分辨分析和小波包分析的 分解层数问题,通过实验得出:()数据较长时,以信号时间一小波能量谱、 多分辨分解系数和小波包分析系数为特征向量,特征维数较高;0)基于小波 包分析的特征提取方法中,以各于带能量强度为特征的识别效果优于以各于带 代价函数为特征的识别效果;()局域判别基的识别效果略优于最忧基的识别 结果。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP14

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 柳革命;孙超;陈建莉;;基于局域判别基空间能量的特征提取[J];空军工程大学学报(自然科学版);2008年01期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 黄磊;丁辉;;第一产业内部产值结构变化及主要驱动因子研究——以成都市为例[J];安徽农业科学;2008年24期
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 卜英勇;周木荣;;基于连续小波变换和分形理论的水下回波特征提取[J];传感器与微系统;2008年11期
2 李利;司锡才;彭巧乐;;一种综合时频分布在mc-PPS检测中的应用[J];大连海事大学学报;2009年01期
3 杨勃;卜英勇;;基于鉴别流形正则化最小二乘分类的钴结壳超声识别[J];电子学报;2011年02期
4 史建锋;王可人;;基于循环相关的LFM脉冲雷达宽带回波Doppler和多径时延的联合估计[J];电子与信息学报;2008年07期
5 唐炬;李伟;欧阳有鹏;;采用小波变换奇异值分解方法的局部放电模式识别[J];高电压技术;2010年07期
6 杨国彬;郑志娟;;基于时频分析的相位编码信号检测及识别方法研究[J];舰船电子对抗;2011年04期
7 崔会亮;穆晓敏;杨守义;齐林;;OFDM系统中时变信道参数的估计[J];计算机工程与应用;2008年03期
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘献栋,李其汉;转静件碰摩模型及不对中转子局部碰摩的混沌特性[J];航空动力学报;1998年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马艳,李志舜;小波变换域的时间扩展信道的信号检测[J];船舶工程;2002年03期
2 曾接贤;祝小超;符祥;;一种改进的复杂图像线特征提取方法[J];中国图象图形学报;2010年12期
3 马艳,李志舜;基于ADSP21160的副本相关积分器实现[J];系统工程与电子技术;2004年04期
4 马艳,李志舜;一种估计TSD信道的扩展时间的方法[J];西北工业大学学报;2002年03期
5 史革盟;李斌;;基于小波变换的钻头实验信号降噪方法[J];西南石油大学学报(自然科学版);2011年04期
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7 杨亚军,张红林,李言俊,胡战虎;基于小波算子的图像边缘检测[J];弹箭与制导学报;1998年04期
8 刘建国,彭嘉雄;地形图像制备中的分形和小波变换应用[J];红外与激光工程;1998年03期
9 潘旭峰,谢波,李晓雷;小波变换理论及其在机械故障诊断中的应用[J];振动与冲击;1998年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 王光芦;徐明;;基于小波分析炮击振动信号的降噪处理[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
6 王小侠;赵凤群;戴芳;方小艳;;基于分形维数的四叉树图像编码[A];2006“数学技术应用科学”[C];2006年
7 吴昊;曾国卿;;一种基于Haar小波的图像处理技术[A];2006“数学技术应用科学”[C];2006年
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9 刘双喜;邢济收;魏建亮;;小波变换在齿轮边缘检测中的应用[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
10 尹强;;一种基于粒子群算法的半脆弱水印方法[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
中国重要报纸全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 李少梅;数字地貌晕渲理论与技术的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
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10 修吉宏;基于图像功率谱的航空图像质量判别技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 钟艳华;JPEG2000中DWT的VLSI结构设计[D];国防科学技术大学;2010年
3 海洋;基于不可分小波变换的指纹增强[D];华中科技大学;2010年
4 杨旭;基于小波变换的综合滤波法去噪声[D];昆明理工大学;2010年
5 钟读贤;小波矩量法在电磁散射问题求解中的应用研究[D];安徽大学;2010年
6 廖重贵;小波分析在变形监测中的应用研究[D];江西理工大学;2010年
7 丁西明;基于小波变换的图像增强研究[D];安徽大学;2010年
8 蔡娜;小波变换在THz时域光谱技术中的应用[D];河北工程大学;2010年
9 姚付良;基于小波变换的数字水印技术研究[D];解放军信息工程大学;2008年
10 李娜;基于小波变换和自适应算法的声学回声消除理论与应用研究[D];昆明理工大学;2010年
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