收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于连续小波变换的水下信号处理技术研究

李霞  
【摘要】: 在水下信号处理中,参数估计和目标识别是两类非常重要的问题。准确地进行目标参量估计及目标识别,可以保证水下对抗和反对抗地有效实施,从而确保新形势下海洋战略中的主动地位。近年来小波分析在水下信号处理方面的应用得到了长足的发展,鉴于其良好的时频局部化特点,本文将基于连续小波变换的时频分析作为工具,就参数估计和目标识别两方面的问题做了系统研究和深入探讨。 首先是瞬时频率的估计问题。文中将基于连续小波变换的‘Simple’方法引入到水下信号的瞬时频率估计中来,也即通过寻求连续小波变换幅值的最大值来得到小波脊,再根据小波脊与信号频率之间的对应关系,最终完成信号的瞬时频率估计。基于上述方法,文中分别对单频矩形脉冲信号、线性调频脉冲信号以及多分量信号进行了瞬时频率估计,并与其他几种常用瞬时频率估计方法的性能以及CRB进行了系统比较。对于线性调频脉冲信号瞬时频率估计中出现的边缘效应,文中提出采用线性拟合方法对其进行了一定修正。通过仿真发现,在单频回波的瞬时频率估计中,基于CWT的方法最为有效,随着信噪比的提高,其均方误差曲线越来越接近克拉美—罗界;在线性调频回波的瞬时频率估计中,WVD法得到的效果最好,而CWT与STFT法的估计效果比较接近;在多分量信号的瞬时频率估计中,相对于STFT和WVD法,CWT法是一个更好的选择。 其次研究了目标方位的估计问题。首先在传统的频域波束形成算法的基础上,提出对宽带信号的频率补偿,也即对宽带回波信号的各空间频率根据时间频率的差异进行相应补偿,然后对各阵元输出求和来得到方位估计;其次将连续小波变换引入到空间—频率处理中,从而完成对目标方位的估计,并进行了相应地补偿。文中对于窄带回波与宽带回波均进行了一定信噪比下方位估计的计算机仿真,并与基于FFT、STFT以及WVD的时频分析方法以及CRB曲线进行了有关比较。从估计结果发现,对于窄带回波信号,基于FFT的方法估计性能大大优于其他方法;对于宽带回波信号,在信噪比达到一定程度(高于约-7dB)时,补偿后的几种估计法的性能改善均比较明显,误差曲线越来越接近CRB曲线;对于回波中存在多频率多方位的情况,空间—频率分布图能提供较为直观的频率及方位信息,因此应用空间—频率估计法来进行方位估计,更有利于进一步对回波的具体方位进行准确判断和估计。 最后研究了水下目标的分类识别问题。针对莱蒙湖底的岩石、沙、卵石、砂砾、淤泥等五类目标,文中所提取的特征主要有时频矩阵的奇异值、直方图的有关参数以及不变矩等三类特征。分类结果发现,对于以上五类目标,利用直方 图有关参数作为分类特征比奇异值特征有效,前者效果可达 90%以上,而后者 低于 80%;对于沙、砂砾、淤泥三类目标而言,奇异值特征比不变矩特征更为 有效,前者效果可达 92%以上,而后者为 84%;从本文中抽取的特征如直方图 的参数以及奇异值来看,岩石与淤泥的特征比较接近,而卵石与砂砾的特征比较 接近,沙的特征则与其他四类有明显区别。 对于瞬时频率及方位估计问题,文中均给出了有关水池实验结果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈广生,丁宣浩,孙建明;三种具体信号的连续小波变换[J];桂林电子工业学院学报;2003年05期
2 陈建裕,郭德方,杨则东;基于连续小波变换的NOAA热红外影像信号场分析[J];浙江大学学报(理学版);2004年06期
3 龚李亮,何怡刚,彭玉楼;基于对数域电路的连续小波变换模拟实现的可行性分析[J];微电子学与计算机;2003年08期
4 陈建裕,郭德方;基于连续小波变换的NOAA影像尺度分析[J];中国图象图形学报;2004年07期
5 黄治军,雷勇;传感器故障检测的仿真研究[J];计算机仿真;2005年01期
6 亓丽梅;李晓峰;张国柱;;小波变换思想及其在信号处理中的应用[J];电子科技大学学报;2008年03期
7 孙百红;李锋;;连续小波变换与信号时频分析[J];火箭推进;2003年06期
8 王坤达;;基于新的小波基函数的二相编码信号检测[J];舰船电子对抗;2006年03期
9 赵阳;施云惠;李蓓丽;;基于新的小波变换的去噪方法[J];北京电子科技学院学报;2006年04期
10 罗文明;于晓刚;王卫东;;基于SI实现逼近网络原理的连续小波变换[J];科技信息;2009年05期
11 梁毅军,贺朋令,蔡元龙;连续小波变换与视觉不变性的局部化描述[J];西安交通大学学报;1996年01期
12 屈汉章,赵瑞珍,宋国乡;偏微分方程和连续小波变换[J];西安电子科技大学学报;2001年02期
13 屈汉章,赵瑞珍,宋国乡;L~2(R~n)空间中的连续小波变换[J];西安电子科技大学学报;2002年02期
14 熊元新,郝军哲;数模混合电路实现一维模拟小波变换芯片[J];电子元件与材料;2004年04期
15 梁晓弘;;基于小波变换理论的信号分析的研究探讨[J];电脑知识与技术(学术交流);2006年36期
16 肖艳军;李建勋;;基于小波变换的信号滤波在探地雷达中的应用[J];电波科学学报;2006年01期
17 张强;陈文静;唐燕;;小波脊指导离散小波分层的讨论[J];光电工程;2007年09期
18 王传洋,陈再良,朱忠奎;基于小波和统计检验的瞬态成分检测的方法及应用[J];数据采集与处理;2005年02期
19 赵文山;何怡刚;晏进喜;李必安;;连续小波变换开关电流电路的实现[J];半导体技术;2006年04期
20 郑绍坤;郑坚;熊超;张军;;自行火炮路面振动信号时频特性研究[J];传感器与微系统;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘瑜;励争;;基于导波的薄壁管道径向裂纹检测方法[A];第十二届全国实验力学学术会议论文摘要集[C];2009年
2 强琳;刘贵忠;;利用连续小波变换提取阵列声波全波列测井信号波至[A];1996年中国地球物理学会第十二届学术年会论文集[C];1996年
3 秦兵;沙宗先;;连续小波变换在语音分形特征分析及语音分割中应用[A];第三届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1994年
4 刘强;宋治平;;小波变换与数字化形变强震特征[A];中国地震学会第11次学术大会论文摘要集[C];2006年
5 徐义贤;王家映;;基于连续小波变换的大地电磁信号谱估计方法[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
6 张志;屈汉章;杨静;赵国;李昌兴;;多变量向量函数空间上的连续小波变换[A];数学·力学·物理学·高新技术交叉研究进展——2010(13)卷[C];2010年
7 晋崇英;刘军;王威廉;;基于连续小波变换的先天性心脏病房间隔缺损心音分析研究[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(二)[C];2007年
8 缪泓;张泰华;;投影条纹图的连续小波变换位相解调方法[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
9 麻硕士;侯振杰;裴喜春;潘新;;动物骨髓细胞分割与识别方法的研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C];2005年
10 李占潮;周漩;戴宗;邹小勇;;基于连续小波变换和信息论预测G蛋白偶联受体与G蛋白耦合特异性[A];第十一届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 屈汉章;连续小波变换及其应用[D];西安电子科技大学;2001年
2 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
3 聂磊;小波变换用于重叠化学信号的分辨研究[D];中国科学技术大学;2002年
4 黄清秀;连续小波变换的瞬时缩展对数域电路实现[D];湖南大学;2005年
5 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
6 代煜;基于小波变换的线性及弱非线性结构动力学系统辨识方法[D];哈尔滨工业大学;2009年
7 李宏民;模拟小波基的构造及其对数域电路实现与应用研究[D];湖南大学;2008年
8 李强;表面肌电信号的运动单位动作电位检测[D];中国科学技术大学;2008年
9 唐炜;飞机颤振模态参数识别方法研究[D];西北工业大学;2006年
10 林韶峰;基于超声波的非侵入式压力测量方法研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 龚李亮;一维连续小波变换低电压低功耗对数域集成电路技术综合[D];湖南大学;2004年
2 黄姣英;连续小波变换的模拟电路实现[D];湖南大学;2002年
3 谢家宇;连续小波变换在中医脉象信号处理中的应用[D];重庆大学;2002年
4 赵颖;基于小波变换的数字水印研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
5 左园园;基于开关电流电路的连续小波变换实现[D];湖南大学;2011年
6 张亚梅;油气管道的磁记忆检测技术应用及其对比性定量的初探[D];天津大学;2004年
7 宋晓岩;基于小波变换的周期信号的特征提取[D];武汉大学;2005年
8 戴媛媛;连续小波变换的BiCMOS对数域电路实现[D];湖南大学;2005年
9 晏进喜;连续小波变换的开关电流集成电路实现的研究[D];湖南大学;2005年
10 李必安;小波函数和连续小波变换的对数域电路实现的研究[D];湖南大学;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978