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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

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【引证文献】
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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
2 刘庆云,李志舜;基于自适应核时频分布的多普勒频移及多径时延估计[J];西北工业大学学报;2004年01期
3 刘建国;李志舜;刘东;;基于平稳小波变换及奇异值分解的湖底回波分类[J];声学学报;2006年02期
4 张学渊;曹红兵;李宝清;刘海涛;;基于小波包和局域判别基的脚步信号提取方法[J];小型微型计算机系统;2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李霞;基于连续小波变换的水下信号处理技术研究[D];西北工业大学;2003年
2 余秋星;水下目标识别的相关技术研究[D];西北工业大学;2004年
3 刘庆云;确定性时变信号的分析与处理方法研究[D];西北工业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 沈广楠;舰船目标识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 郭宇奇;基于小波分析的铝电解槽故障特征提取[D];北方工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10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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7 陈弋兰;王鸣;孙书诚;;朴素贝叶斯分类器的误差估计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
8 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
9 潘茂贵,张伟林;桥梁结构检测中小波分析的应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年03期
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
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1 朱成华;;基于USB总线的弧焊电参数虚拟检测分析系统设计[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
2 党丽华;高志明;韩夏冰;毕慧超;;Q235钢的大气腐蚀电化学噪声小波包分析[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
3 刘志斌;金连文;;候选字静态生成技术及其在两级LDA汉字识别中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 张彬;金连文;;基于AdaBoost的手写体汉字相似字符识别[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 梁禹;王义刚;王娜;;基于支持向量机的电力电子电路故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 刘华;张建华;王娆芬;王行愚;;人机系统操作员功能状态的模糊聚类方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 周红标;;基于小波包变换和最小二乘支持向量机的癫痫脑电信号识别[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
9 李凡;郭圣明;郭新毅;陈耀明;;环境不确定条件下的声纳性能预报[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
10 徐景峰;韩树平;许兆鹏;;水下目标高频回波特性研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011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 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 张之猛;水声信号处理中的盲解卷积技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
2 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
3 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
4 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
5 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
6 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
7 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
8 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
9 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
10 田文娟;基于支持向量机的人民币序列号识别方法的研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
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1 彭正旭,项欣,雷纪刚,许宝杰;小波变换与信号的时频分析[J];北京机械工业学院学报;1999年04期
2 王美玲,张长江,付梦印,肖?;一种用于非线性函数逼近的小波神经网络算法仿真[J];北京理工大学学报;2002年03期
3 景志宏,赵俊渭,林钧清,林良骥;高性能水下目标识别系统及其实验研究[J];船舶工程;1999年04期
4 李亚安,徐德民;非线性动力系统的状态空间重构[J];船舶工程;2000年05期
5 曾庆军,王菲,黄国建,李洪瑞;基于线谱特征提取的被动声纳目标识技术研究[J];船舶工程;2001年03期
6 马彦,石要武,孙文涛;高分辨率谐波恢复的互四阶累积量ESPRIT-SVD方法1[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年01期
7 殷志云,梅炽;混沌理论与分形理论在热工过程中的应用[J];常德师范学院学报(自然科学版);2000年02期
8 李金龙;小波变换方法及其应用[J];地震;2001年03期
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10 杨期鹤,栗华;被动声纳信号分类特征提取的研究[J];东南大学学报;1999年06期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 杨益新;声呐波束形成与波束域高分辨方位估计技术研究[D];西北工业大学;2002年
2 邢孟道;基于实测数据的雷达成像方法研究[D];西安电子科技大学;2002年
3 余秋星;水下目标识别的相关技术研究[D];西北工业大学;2004年
4 王逸林;希尔伯特黄变换在矢量信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 申丽然;Hilbert-Huang变换及其在含噪语音信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
6 邹红星;参数化时频信号表示研究[D];清华大学;2002年
7 李思纯;基于矢量水听器的目标特征提取与识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
8 高云超;希尔伯特—黄变换在水声信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯瑞林;基于时频分析目标回波识别方法研究[D];西北工业大学;2001年
2 余秋星;基于混沌与分形的信号检测[D];西北工业大学;2001年
3 张义军;基于高阶统计量的舰船辐射噪声特征提取及分类识别研究[D];西北工业大学;2001年
4 赵妮;舰船噪声的非平稳非高斯特征提取方法研究[D];西北工业大学;2003年
5 杨长生;基于连续小波变换的宽带主动信号检测研究[D];西北工业大学;2002年
6 周清平;舰船噪声包络的高阶统计量特征研究[D];西北工业大学;2004年
7 符新伟;基于高阶统计量和小波分析的特征提取[D];西北工业大学;2004年
8 张自丽;舰船噪声包络的特征提取研究[D];西北工业大学;2004年
9 李春艳;铝电解槽阳极故障诊断系统研究[D];北方工业大学;2004年
10 李媛媛;小波变换去除面波的方法研究[D];长安大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10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
8 刘建国;严胜刚;苑秉成;;复值小波在湖底回波特征提取中的应用[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2010年02期
9 ;Features of underwater echo extraction based on signal sparse decomposition[J];Chinese Journal of Acoustics;2012年02期
10 杨勃;卜英勇;赵海鸣;;基于信号稀疏分解的水下回波分类[J];声学学报;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨勃;深海钴结壳近距离回声识别研究[D];中南大学;2010年
3 宁静;基于EMD和Cohen核的时—频分析研究及其在轨道不平顺监测中的应用[D];西南交通大学;2011年
4 蒋永华;旋转机械非平稳信号微弱特征提取方法研究[D];重庆大学;2010年
5 高成志;浅海环境下的水声信道辨识技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 刘宁;系统模态参数辨识的连续小波方法研究[D];天津大学;2005年
7 王胜春;自适应时频分析技术及其在故障诊断中的应用研究[D];山东大学;2007年
8 于晓辉;噪声背景下chirp信号参数估计理论与方法研究[D];吉林大学;2007年
9 程晓畅;类GPS超声定位系统关键技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
10 陈建春;反辐射导弹的最优检测[D];西安电子科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于凤楠;双谱分析方法在水下目标特征提取中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 佘沛;直扩系统中宽带非线性调频干扰抑制技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
3 谢纪东;钴结壳的非线性超声识别技术研究[D];中南大学;2011年
4 赵新才;激光干涉测速系统中的小波算法研究[D];电子科技大学;2011年
5 刘晓红;基于支持向量机和K近邻的联合分类研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 岳玮;宽频带数字信道化接收机的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 胡旭娟;时变信号检测与瞬时频率估计方法研究[D];西北工业大学;2007年
8 殷丽莉;小波网络用于水下目标识别的研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
9 邵长亮;噪声背景下chirp信号时延估计理论与方法研究[D];吉林大学;2008年
10 万畅;齿轮箱轴承故障诊断的时频分析方法初步探讨[D];兰州理工大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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2 林京;连续小波变换及其在滚动轴承故障诊断中的应用[J];西安交通大学学报;1999年11期
3 吴国清;背景噪声中检测舰船辐射噪声的周期调制的性能估算[J];声学学报;1982年04期
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5 汤渭霖;声呐目标回波的亮点模型[J];声学学报;1994年02期
6 林建恒,蒋国健;船舶螺旋桨空化噪声辐射的逆问题[J];声学学报;1995年05期
7 吴国清,任锐,陈耀明,李训诰;船辐射噪声高阶谱分析和标记图[J];声学学报;1996年01期
8 向阳,蔡悦斌,杨毓英,史习智;小波分析在信号奇异性探测及瞬态信号检测中的应用[J];振动与冲击;1997年04期
【相似文献】
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1 丁艳,刘榴娣,郭宏;小波变换在图像边缘检测中的应用[J];北京理工大学学报;1998年05期
2 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
3 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
4 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
5 陈东,周大威,王炎,崔有志;用多尺度小波变换进行边缘检测算法的研究[J];计算机工程与设计;1998年02期
6 杨丰,余英林;用B-样条小波变换生成新的汉字字形[J];微计算机应用;1998年03期
7 马波,裘正定;小波变换的分形特性[J];铁道学报;1998年06期
8 王光学,曹长修,孙光宇,王键;一种基于视觉特性的零树编码[J];计算机工程与应用;1999年06期
9 桂志国,吴军高;基于二进小波变换的图象多尺度边缘检测算法及应用[J];山西电子技术;1999年04期
10 娄渊彬,左继章;无线信道下的视频编码压缩与传输方法[J];电讯技术;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 王刚;黄泰翼;;基于小波变换和规则的汉语声调识别[A];第三届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1994年
3 鲍文;刘金福;祝豪;;基于小波变换的电厂实时数据压缩存储系统[A];2004电站自动化信息化学术技术交流会议论文集[C];2004年
4 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
5 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
6 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
7 石星;;小波变换在雷达信号处理中的应用[A];四川省电子学会雷达与火控、电子线路与系统专业委员会学术交流会10周年优秀论文集[C];2006年
8 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
9 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
10 刘冰;王德利;;Curvelet软阈值迭代去噪法[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 陈尔香;在烟草化学王国里驰骋[N];经理日报;2006年
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6 张东方;沙明;杨松松;人工神经网络在中药领域中的应用[N];中国医药报;2003年
7 清华同方视讯公司 袁野;基于嵌入式技术的网络视频监控系统[N];计算机世界;2002年
8 李子亭王雅青;在线故障测距技术获国家发明奖[N];淄博日报;2008年
9 无暇;EVD推荐性标准终结“专利尴尬”[N];中国经济导报;2005年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白泉;基于小波变换的随机荷载模拟与结构动力反应分析[D];东北大学;2009年
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
3 王强;基于声信号检测的管道TPD预警系统研究[D];浙江大学;2005年
4 姜朝阳;作物冠层传输过程中的时间序列分析与阻力估算[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2003年
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6 柯丽;基于小波变换的空间遥感图像实时压缩方法研究[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
7 董卫军;基于小波变换的图像处理技术研究[D];西北大学;2006年
8 姜长泓;轨道车辆轮轴故障检测系统研究[D];吉林大学;2006年
9 李丽明;瞬态诱发耳声发射(TEOAE)识别与分析新方法的应用基础研究[D];中国协和医科大学;1997年
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
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1 钟艳华;JPEG2000中DWT的VLSI结构设计[D];国防科学技术大学;2010年
2 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
3 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
4 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
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 丁西明;基于小波变换的图像增强研究[D];安徽大学;2010年
7 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
8 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
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 刘美丽;基于小波变换的图像去噪方法的研究[D];长春工业大学;2010年
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