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连续小波变换的瞬时缩展对数域电路实现

小波分析是泛函分析、Fourier分析、样条分析、调和分析、数值分析的完美结晶,在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学领域得到了应用,在信号检测、特征提取、故障诊断和定位、数据压缩等方面都能看到小波分析的应用成果。然而小波变换阶段需花费大量的计算消耗是小波分析和算法广泛应用的一个主要障碍。为克服这一障碍,大大促进小波理论的应用,并使这种应用更具实时特性,研究小波变换的硬件实现,即开展实时小波变换快速算法及其硬件实现具有特别重要的理论意义和学科意义。小波变换的硬件实现研究历史不是很长,且还处于初步阶段。1993年R.T.EDWARDS和M.D.GODFREY研制了第一个模拟音频小波变换芯片,此后有利用开关电容网络实现的音频连续小波变换和模拟CMOS实现的高频连续小波变换,这些小波变换芯片的问世对于推动小波理论的应用起到了重要的作用。纵观小波变换硬件实现的发展,其主流是VLSI技术,而目前VLSI是朝着低  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
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模拟小波基的构造及其对数域电路实现与应用研究

小波变换是近十年出现的一种新的时频分析方法,因其具有多分辨率与“数学显微镜”的特点而成为分析非平稳和瞬变信号强有力的工具。到目前为止,小波变换已被广泛地应用在图像处理、量子力学、雷达、语音分析、模式识别、地震勘探、数据压缩、故障诊断和定位等众多领域。然而,传统的小波变换是用数字计算方法来实现的,由于运算量大实时处理性差,对模拟信号进行小波变换需要A/D与D/A处理,增加了系统功耗与体积。这阻碍了小波变换在植入式医疗设备、雷达通信之类对功耗、速度等有严格要求的领域中应用。以此为背景,为拓宽小波变换的应用范围,探索连续小波变换的模拟硬件实现已成为当前学术界研究的热点。瞬时缩展(Instantaneous Companding)对数域电路理论是近几年来国际学术界用来发展低电压、低功耗模拟VLSI的一项关键技术,该技术有效地解决了低电源电压与保持宽动态范围的矛盾。本文将瞬时缩展对数域电路技术与小波变换理论相结合,以心电信号分析,电力谐波...  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
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小波函数和连续小波变换的对数域电路实现的研究

小波变换是80年代后期发展起来的应用数学分支,具有多分辨率的特点。连续小波变换是分析非平稳信号的有力工具,在信号处理上有广泛的应用。为了适应工程中处理信号的实时性要求,采用硬件实现连续小波变换的研究发展迅速。瞬时缩展电路又称对数域电路,是近些年来国际学术界用来发展低电压低功率模拟VLSI的一个重要关键技术。其有效地解决了低电压电源、噪声和高频性能的矛盾,使电路在最小电源电压下获得适当的动态范围和低功率。它是实现连续小波变换芯片的重要途径之一。这类电路的设计方法具有系统化、模块化的特点,适合连续小波变换系统这样的大规模电路的实现。用瞬时缩展技术实现小波变换在国内外是一个开创性的工作,研究成果为实时小波信号处理提供了新的途径。本文研究了连续小波变换的模拟电路实现,及其对数域流电路综合理论与设计方法。首先,介绍小波变换的基本理论知识,针对小波变换的时-频分析特性以及多分辨分析特性做了比较详细的介绍。然后,我们对对数域电路的特点进行了分...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
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连续小波变换的BiCMOS对数域电路实现

小波分析是一种自适应时—频局部化方法,可自动调节时—频窗,具有很强的灵活性,它的应用涉及到通信信号处理、雷达图象分析等众多领域。为了适应工程中处理信号的实时性要求,采用硬件实现连续小波变换的研究发展迅速。目前,连续小波变换的VLSI实现方法可分为时域法和频域法两类。用时域法实现连续小波变换的处理速度快,结构相对简单,便于一体化集成,适合要求快速计算小波系数的场合。而频域法实现方案多,比较灵活,能实现的小波函数种类也比时域法多。模拟集成电路设计的一个主要研究方向是低电压、低功耗的电路实现。近几年来在这一发展方向上出现的处理技术首推瞬时缩展技术。这种技术可以很好的解决在低电源电压下,保持动态范围和高频率工作点的问题。瞬时缩展技术运用的一个典型实例就是对数域滤波器。BiCMOS(Bipolar CMOS)是CMOS和双极器件同时集成在同一块芯片上的技术,其基本思想是以CMOS器件为主要单元电路,而在要求驱动大电容负载之处加入双极器件或...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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系统模态参数辨识的连续小波方法研究

对机械系统进行模态分析和参数识别是分析系统动力学性能,进行故障诊断等多种研究必不可少的手段之一。模态参数辨识的时频分析方法是继频域和时域方法之后新发展起来的一种模态分析方法。相较于频域和时域模态分析方法,连续小波模态分析方法利用小波分析在数学处理能力上的优势,辨识更为精确,对含噪信号不敏感,方法简单有效,对这一方法进行深入地研究,有重大的理论意义和现实意义.本文所涉及的主要工作及创造性成果如下:本文对模态分析小波辨识方法的基础——脊线提取方法进行了详细的研究。在介绍了脊线提取的平稳相位理论的基础上,建立了连续小波变换脊线识别的基本方法。通过对利用小波变换的相位和模值信息提取脊线的识别算法进行比较研究,选择了更适于模态参数提取的Crazy Climbers算法,并以能量准则为基础改进了原有算法对噪声敏感这一缺点。仿真试验表明,改进Crazy Climber算法更适合于多自由度系统响应信号的小波脊线提取,对噪声具有很高的鲁棒性。本文...  (本文共107页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电工技术学报》1980年50期
电工技术学报

连续小波变换在使用中应满足的条件

1前言80年代后期发展起来的小波变换,是集泛函分析、傅里叶分析、样条分析、调和分析、数值分析于一体的综合性学科,在科学与技术的许多领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破,得到广泛应用[1~4]。一般而言,平方可积函数f(t)∈L2(R)的小波变换可定义为Wf(a,b)=1a∫f(t)ψ*t-badt=〈f(t),ψab(t)〉(1)式中ψ(t)——基本小波或母小波(Motherwavelet)a——伸缩因子,a>0b——位移因子ψab(t)1aψt-baa、b可连续变化时称为连续小波变换。连续小波变换大多数情况下需在计算机上作近似数值积分处理,这时常需将连续小波离散化。如何保证小波离散化后的点还能代表原小波,即保留原小波的主要信息而不会“面目全非”,这是连续小波变换正确使用的前提,因此是非常重要的。由于连续小波变换实际计算时只能在离散的格点(an,bn)上进行。如何对a、b采样而能以尽可能高的精度重建原信号是一个重要问题,...  (本文共4页) 阅读全文>>

《重庆大学学报(自然科学版)》1998年05期
重庆大学学报(自然科学版)

用线性模拟滤波器实现连续小波变换

0引言传统的小波变换是用数字计算方法(即离散小波变DWT)来实现的,但它有一个不足,就是其实时处理性差,例如,尽管**T的算法速度快于离散余弦变换(ry7,,但它比分块余弦变换的速度低得多,这是DWT还没能正式被国际图像数据压缩标准所采用的原因。笔者提出一种用线性模拟滤波器网络实现小波变换的方案用以克服上述缺点。文中约定Z表示整数集,R表示实数集,LZ(R)表示所有平方可积的实变量函数构成的线性空间,11·11表示Da)中的范数平方,且假定所有的函数都在u(印中。三原理设输入的连续信号为社t),记认为连续信号x()的小波变换,啊t)为小波函数,“。”代表卷积,则当取S一2’,(JEZ)时得到常用的二进小波变换。传统的实现小波变换框图如下:图1传统的小波变换方法连续信号/t)经采样、量化后得到离散/n),对x()进行离散小波变换DWT便得到x()的离散小波变换Wdn),在一定条件下可由它得到信号的连续小波变换[‘j,信号的样点越多...  (本文共6页) 阅读全文>>