非平稳信号的时频变换研究
发布时间：2022-12-05 18:34
时频变换是分析非平稳信号的一种重要方法,它提供了时域和频域的联合分布信息,清楚地描述了信号频率随时间变化的关系,能给出各个时刻的信号瞬时频率及其幅值。本文以时频变换作为研究对象,在对传统时频变换做出深入分析的基础上,重点研究了一种线性时频分析方法—广义S变换。 首先,本文介绍了短时傅里叶变换、小波变换、魏格纳-威尔分布等传统的时频变换方法,并通过仿真实验比较了各自的优缺点,紧接着重点介绍了S变换的基本原理及推导过程。为了提高S变换对非平稳信号的分析能力,本文通过两个调节参数来改造S变换的高斯窗函数,得到了广义S变换,并给出了广义S变换的算法实现,同时,将其与传统的时频变换方法进行了仿真比较,结果表明广义S变换可以得到更好的时频分析效果。 其次,利用广义S变换的类似多分辨率特性,本文设计了基于广义S变换的时频滤波方法和阈值滤波方法,同时将这两种方法应用于人工合成的地震信号和实际地震信号的去噪处理中,仿真结果表明这两种方法都能有效地去除噪声。由于广义S变换可以看成是小波变换的相位校正,所以小波变换的一些理论也适用于广义S变换。基于此,将小波阈值降噪的思想引入到二维广义S变换中,...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文研究的主要内容及技术路线
1.4 本文的结构安排
2 传统时频变换方法的理论和实现
2.1 时频分析的基本概念
2.1.1 傅里叶变换及其局限性
2.1.2 解析信号和瞬时频率
2.1.3 信号的分辨率和测不准原理
2.1.4 时频分析的基本思想及分类
2.2 传统的时频变换方法
2.2.1 短时傅里叶变换
2.2.2 小波变换
2.2.3 Wigner-Ville分布
2.3 传统时频变换方法的仿真比较
2.4 本章小结
3 广义S变换时频分析技术的理论与实现
3.1 S变换的基本原理
3.1.1 S变换的推导过程
3.1.2 S变换与短时傅里叶变换、小波变换的联系与比较
3.1.3 S变换的性质
3.2 广义S变换的基本原理
3.3 广义S变换的算法实现
3.3.1 广义S变换的离散形式
3.3.2 广义S变换的实现过程
3.4 广义S变换与传统时频变换方法的仿真比较
3.5 本章小结
4 基于广义S变换的地震信号去噪方法
4.1 基于广义S变换的时频滤波方法
4.1.1 广义S变换的时频滤波方法的原理
4.1.2 广义S变换时频滤波方法的实现过程
4.2 基于广义S变换的阈值去噪方法
4.2.1 阈值函数的选择和阈值的选取
4.2.2 广义S变换阈值去噪的基本原理
4.2.3 广义S变换阈值去噪的实现过程
4.3 地震信号去噪的仿真验证
4.3.1 人工合成地震信号去噪的仿真实验
4.3.2 实际地震信号去噪的仿真实验
4.4 本章小结
5 基于二维广义S变换的图像去噪
5.1 二维广义S变换的基本原理及算法实现
5.1.1 二维广义S变换
5.1.2 二维离散广义S变换
5.1.3 二维广义S变换的算法实现过程
5.2 图像降噪的概述
5.2.1 图像的噪声
5.2.2 图像降噪方法
5.3 二维广义S变换的阈值图像降噪方法
5.3.1 基本思想
5.3.2 方法的实现过程
5.4 仿真实验及分析
5.5 本章小结
6 时频分析系统应用软件设计
6.1 时频分析系统的编程环境
6.2 时频分析系统所涉及的混合编程技术
6.2.1 混合编程的现有方法
6.2.2 基于DLL的混合编程步骤
6.3 时频分析系统的设计
6.3.1 时频分析系统的功能需求分析
6.3.2 时频分析系统的主要模块
6.3.3 时频分析系统整体结构设计图
6.4 混合编程所涉及的关键代码
6.5 时频分析软件实验结果仿真
6.6 本章小结
7 结论
7.1 论文完成的任务
7.2 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Matlab的FIR低通滤波器的设计与仿真[J]. 郭德才. 通化师范学院学报. 2009(08)
[2]Enhancing the resolution of seismic data based on the generalized S-transform[J]. Tian Jianhua,Song Wei and Yang Feizhou State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting,China University of Petroleum,Beijing 102249,China Key Laboratory of CNPC Geophysical Prospecting,China University of Petroleum,Beijing 102249,China. Petroleum Science. 2009(02)
[3]基于S变换的时频特征提取与目标识别[J]. 王殿伟,李言俊,张科. 航空学报. 2009(02)
[4]广义S变换及其时频滤波[J]. 陈学华,贺振华,黄德济. 信号处理. 2008(01)
[5]S变换时频滤波与其它滤波方法的比较[J]. 赵淑红,王璇. 西北地震学报. 2007(03)
[6]几种时频分析方法的比较及应用[J]. 董建华,顾汉明,张星. 工程地球物理学报. 2007(04)
[7]基于广义S变换的信号提取与抑噪[J]. 陈学华,贺振华,黄德济. 成都理工大学学报(自然科学版). 2006(04)
[8]MATLAB与VC相融合技术的研究及其应用[J]. 张承文,袁中凡. 计算机工程与应用. 2004(35)
[9]综述MATLAB与VC++的交互编程[J]. 李天昀,葛临东. 计算机仿真. 2004(09)
[10]高斯线调频连续小波变换的时频能量衰减因子方法及其应用[J]. 刘希强,沈萍,李红,山长仑,季爱东,张萍,蔡明军. 中国地震. 2003(03)
硕士论文
[1]广义S变换域时频特征分析及微弱目标检测方法研究[D]. 张杰.电子科技大学 2011
[2]广义S变换时频分析的应用研究[D]. 杨阳.哈尔滨工程大学 2011
[3]数字信号时频分析研究与分析软件设计[D]. 苏鹏博.西安电子科技大学 2011
[4]基于中值滤波和小波变换的图像去噪方法研究[D]. 王香菊.西安科技大学 2008
[5]非平稳信号广义S变换及其在SAR图像分析中的应用研究[D]. 甄莉.电子科技大学 2008
本文编号：3710141
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文研究的主要内容及技术路线
1.4 本文的结构安排
2 传统时频变换方法的理论和实现
2.1 时频分析的基本概念
2.1.1 傅里叶变换及其局限性
2.1.2 解析信号和瞬时频率
2.1.3 信号的分辨率和测不准原理
2.1.4 时频分析的基本思想及分类
2.2 传统的时频变换方法
2.2.1 短时傅里叶变换
2.2.2 小波变换
2.2.3 Wigner-Ville分布
2.3 传统时频变换方法的仿真比较
2.4 本章小结
3 广义S变换时频分析技术的理论与实现
3.1 S变换的基本原理
3.1.1 S变换的推导过程
3.1.2 S变换与短时傅里叶变换、小波变换的联系与比较
3.1.3 S变换的性质
3.2 广义S变换的基本原理
3.3 广义S变换的算法实现
3.3.1 广义S变换的离散形式
3.3.2 广义S变换的实现过程
3.4 广义S变换与传统时频变换方法的仿真比较
3.5 本章小结
4 基于广义S变换的地震信号去噪方法
4.1 基于广义S变换的时频滤波方法
4.1.1 广义S变换的时频滤波方法的原理
4.1.2 广义S变换时频滤波方法的实现过程
4.2 基于广义S变换的阈值去噪方法
4.2.1 阈值函数的选择和阈值的选取
4.2.2 广义S变换阈值去噪的基本原理
4.2.3 广义S变换阈值去噪的实现过程
4.3 地震信号去噪的仿真验证
4.3.1 人工合成地震信号去噪的仿真实验
4.3.2 实际地震信号去噪的仿真实验
4.4 本章小结
5 基于二维广义S变换的图像去噪
5.1 二维广义S变换的基本原理及算法实现
5.1.1 二维广义S变换
5.1.2 二维离散广义S变换
5.1.3 二维广义S变换的算法实现过程
5.2 图像降噪的概述
5.2.1 图像的噪声
5.2.2 图像降噪方法
5.3 二维广义S变换的阈值图像降噪方法
5.3.1 基本思想
5.3.2 方法的实现过程
5.4 仿真实验及分析
5.5 本章小结
6 时频分析系统应用软件设计
6.1 时频分析系统的编程环境
6.2 时频分析系统所涉及的混合编程技术
6.2.1 混合编程的现有方法
6.2.2 基于DLL的混合编程步骤
6.3 时频分析系统的设计
6.3.1 时频分析系统的功能需求分析
6.3.2 时频分析系统的主要模块
6.3.3 时频分析系统整体结构设计图
6.4 混合编程所涉及的关键代码
6.5 时频分析软件实验结果仿真
6.6 本章小结
7 结论
7.1 论文完成的任务
7.2 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Matlab的FIR低通滤波器的设计与仿真[J]. 郭德才. 通化师范学院学报. 2009(08)
[2]Enhancing the resolution of seismic data based on the generalized S-transform[J]. Tian Jianhua,Song Wei and Yang Feizhou State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting,China University of Petroleum,Beijing 102249,China Key Laboratory of CNPC Geophysical Prospecting,China University of Petroleum,Beijing 102249,China. Petroleum Science. 2009(02)
[3]基于S变换的时频特征提取与目标识别[J]. 王殿伟,李言俊,张科. 航空学报. 2009(02)
[4]广义S变换及其时频滤波[J]. 陈学华,贺振华,黄德济. 信号处理. 2008(01)
[5]S变换时频滤波与其它滤波方法的比较[J]. 赵淑红,王璇. 西北地震学报. 2007(03)
[6]几种时频分析方法的比较及应用[J]. 董建华,顾汉明,张星. 工程地球物理学报. 2007(04)
[7]基于广义S变换的信号提取与抑噪[J]. 陈学华,贺振华,黄德济. 成都理工大学学报(自然科学版). 2006(04)
[8]MATLAB与VC相融合技术的研究及其应用[J]. 张承文,袁中凡. 计算机工程与应用. 2004(35)
[9]综述MATLAB与VC++的交互编程[J]. 李天昀,葛临东. 计算机仿真. 2004(09)
[10]高斯线调频连续小波变换的时频能量衰减因子方法及其应用[J]. 刘希强,沈萍,李红,山长仑,季爱东,张萍,蔡明军. 中国地震. 2003(03)
硕士论文
[1]广义S变换域时频特征分析及微弱目标检测方法研究[D]. 张杰.电子科技大学 2011
[2]广义S变换时频分析的应用研究[D]. 杨阳.哈尔滨工程大学 2011
[3]数字信号时频分析研究与分析软件设计[D]. 苏鹏博.西安电子科技大学 2011
[4]基于中值滤波和小波变换的图像去噪方法研究[D]. 王香菊.西安科技大学 2008
[5]非平稳信号广义S变换及其在SAR图像分析中的应用研究[D]. 甄莉.电子科技大学 2008
本文编号：3710141
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