基于小波变换的弱信号提取与应用研究

发布时间：2017-10-04 20:33

  本文关键词：基于小波变换的弱信号提取与应用研究

  更多相关文章： 矿震信号 小波变换 阈值 信号去噪

【摘要】：近几年来矿震灾害频繁发生,带来了极大的危害。矿震弱信号的分析与研究,对于减少伤亡以及财产损失具有十分重要的意义。本课题的任务是实现矿震信号的去噪处理,得到真实的矿震信号,为以后的信号监测奠定基础。本课题以现场实际采集的矿震信号为分析对象,讲述了在弱信号的处理领域几种常用的方法,分析了小波变换在信号处理方面的优越性,本文中选取了可以最大还原真实信号的阈值算法进行本次信号的去噪处理。比较详细的介绍了在信号处理的过程中遇到的四个基本问题,包括:小波基函数的选取、分解层数的选取,阈值的获取以及阈值函数的选取等。通过大量的MATLAB仿真对比试验本文确定了处理实际采集的矿震信号的小波基函数为Sym8,小波分解层数为3。并分别对四种小波阈值规则固定阈值、Stein无偏似然估计阈值、Heur Sure阈值、极大极小阈值(Minimax)的去噪效果做了比较,得出Stein无偏似然估计阈值在四种阈值中的去噪效果较好。在其他条件都一样的前提下,本文引入一种自适应阈值获取方法Birge-Massart方法,其去噪显示比Stein无偏似然估计阈值效果好。本文的创新点是将Birge-Massart阈值获取规则与改进的阈值函数相结合的方法用于矿震信号的处理,实现矿震信号的有效去噪。这将对矿震信号的研究以及矿震信号的预测提供良好条件。
【关键词】：矿震信号 小波变换 阈值 信号去噪
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O174.2;TN911.7
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-16
• 1.1 背景及意义7
• 1.2 研究现状7-9
• 1.2.1 小波分析的研究现状7-8
• 1.2.2 基于小波分析的弱信号提取研究现状8-9
• 1.3 MATLAB及其小波工具箱9-14
• 1.3.1 MATLAB简介9-10
• 1.3.2 MATLAB小波工具箱10-14
• 1.4 研究工作14-16
• 第2章 小波分析理论基础16-25
• 2.1 傅立叶变换与短时傅立叶变换16-17
• 2.1.1 傅立叶变换16-17
• 2.1.2 短时傅立叶变换17
• 2.2 小波分析理论17-23
• 2.2.1 小波变换的定义及特点18-19
• 2.2.2 连续小波变换19-20
• 2.2.3 离散小波变换20-21
• 2.2.4 多分辨率分析及其Mallat算法21-23
• 2.3 信号与噪声的小波变换特性23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 弱信号的提取方法25-31
• 3.1 弱信号去噪简介25
• 3.2 弱信号的去噪方法25-29
• 3.2.1 小波分解与重构法25
• 3.2.2 小波变换模极大值法25-26
• 3.2.3 小波变换尺度间相关性法26-27
• 3.2.4 小波阈值去噪法27-28
• 3.2.5 平移不变量法28-29
• 3.2.6 几种去噪方法的对比分析29
• 3.3 去噪效果的评价标准29
• 3.4 本章小结29-31
• 第4章 基于小波阈值的矿震信号去噪方法31-53
• 4.1 矿震信号31-32
• 4.1.1 矿震信号的形成及特征31
• 4.1.2 矿震信号的干扰因素31-32
• 4.2 矿震信号的采集及处理32-43
• 4.2.1 矿震信号的采集32-35
• 4.2.2 矿震数据的处理35-43
• 4.3 小波阈值去噪43-52
• 4.3.1 小波基函数43-48
• 4.3.2 阈值的选择48-49
• 4.3.3 阈值函数49-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 实际矿震信号阈值去噪的MATLAB仿真实验53-76
• 5.1 小波基函数的选取53-56
• 5.2 最大分解层数选择56-59
• 5.3 阈值规则59-67
• 5.4 阈值函数67-75
• 5.5 本章小结75-76
• 总结与展望76-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 附录81-84
• 附录A81-82
• 附录B82-84
• 附录C84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 陈德智,唐磊,盛剑霓,王恒利;由小波变换的模极大值快速重构信号[J];电子学报;1998年09期

2 张银平;岩体声发射与微震监测定位技术及其应用[J];工程爆破;2002年01期

3 李敏;张小英;毛捷;;基于邻域方差加权平均的小波图像融合[J];国外电子测量技术;2008年01期

4 郭代飞,高振明,张坚强;利用小波门限法进行信号去噪[J];山东大学学报(自然科学版);2001年03期

5 沈鸿雁;李庆春;;频域奇异值分解(SVD)地震波场去噪[J];石油地球物理勘探;2010年02期

6 王玉平,蔡元龙;小波分析在信号处理中的应用[J];无线电工程;1994年03期

7 李杏梅;陈亮;;小波阈值去噪在图像去噪中的应用[J];现代计算机;2006年10期

8 张吉先,钟秋海,戴亚平;小波门限消噪法应用中分解层数及阈值的确定[J];中国电机工程学报;2004年02期

9 刘贵忠,张志明,冯牧,章珂;信号重构的小波极大模整形迭代算法[J];自然科学进展;2000年07期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘小峰;振动信号非平稳特征的深层提取技术及远程诊断服务系统的研究[D];重庆大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 于丽艳;木城涧煤矿矿震监测震源定位与震级研究[D];辽宁工程技术大学;2011年

2 吕瑞兰;小波阈值去噪的性能分析及基于能量元的小波阈值去噪方法研究[D];浙江大学;2003年

，

本文编号：972714