Система многомасштабного анализа дискретных сигналов. Подсистема вейвлет-анализа
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет Информатика и вычислительная техника
Кафедра Программное обеспечение
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломной работе на тему:
Система многомасштабного анализа дискретных сигналов.
Подсистема вейвлет-анализа
Дипломник
Руководитель
Консультант по экономической части
Консультант по безопасности
и экологичности проекта
Нормоконтроль
Рецензент
вед. инженер-программист
Зав. кафедрой
д.т.н., профессорМурынов А.И.
ИЖЕВСК 2006
РЕФЕРАТ
Для написания соответствующего программного обеспечения были изучены материалы и публикации в области цифровой обработки сигналов.
В результате проделанной работы было разработано программое обеспечение, предназначенное для автоматизации процесса вейвлет-анализа дискретных сигналов. Изображения и аналитические данные, получаемые в результате работы программного обеспечения, используются при дальнейшей обработке исходного сигнала в составе системы.
На сегодняшний день существует большое количество программных продуктов, предоставляющих возможность многомасштабного анализа дискретных сигналов. Однако все они являются узко-прикладными и могут быть применены только в специализированной области анализа и обработки сигналов. Поэтому данная разработка является уникальной и не имеет аналогов в современной индустрии компьютерного анализа и обработки сигналов.
Разработанное программное обеспечение является исследовательским, оно направлено на изучение и обобщение методов многомасштабного анализа дискретных сигналов. С его помощью уже были получены важные экспериментальные данные, использованные в данной работе. Конечным программным продуктом может являться оболочка, представляющая в значительной мере автоматизированный интерфейс для проведения многомасштабного анализа.
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
МАДС многомасштабный анализ дискретных сигналов
ПО программное обеспечение
ОС операционная система
ЭВМ электронно-вычислительная машина
ВВЕДЕНИЕ
Данная работа посвящена вопросам многомасштабного анализа дискретных сигналов. Термин сигнал применяется для обозначения любого упорядоченного набора численно зафиксированной информации о каком-либо процессе, объекте, функции и т.п. Под анализом сигнала имеется в виду не только его чисто математическое преобразование, но и получение на основе этого преобразования выводов о специфике соответствующего процесса или объекта /1/.
Одним из методов многомасштабного анализа является вейвлет-анализ (от англ. wave волна). Он используется уже более десятка лет и хорошо зарекомендовал себя в таких областях как архивация данных, медицина и биология (анализ интервалов сердцебиений, ЭКГ, последовательностей ДНК), анализ наблюдательных данных (метеорология, акустика, сейсмология) и др. /2/
Принципиально новым методом многомасштабного анализа является структурная индексация. Её суть заключается в выявлении структурных особенностей сигналов для последующего анализа этих особенностей.
В данной работе анализ дискретных сигналов производится при помощи вейвлет-преобразования и структурной индексации. Делаются выводы о возможности использования этих преобразований для выявления и подавления шумов, архивации данных.
Перед разработчиком были поставоены следующие задачи;
- разработка модели данных подсистемы вейвлет-анализа;
- разработка алгоритма вейвлет-анализа входного сигнала;
- программная реализация подсистемы вейвлет-анализа;
- интеграция подсистемы в единую систему многомасштабного анализа дискретных сигналов.
- РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МНОГОМАСШТАБНОГО АНАЛИЗА ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ
1.1. Обоснование целесообразности разработки системы многомасштабного анализа дискретных сигналов
1.1.1. Назначение системы
Система многомасштабного анализа дискретных сигналов реализует вейвлет-анализ и структурную индексацию дискретных сигналов. Анализ позволяет выделить структурные особенности сигналов и отобразить их в наглядном для восприятия человека виде. Посредством многомасштабного анализа удается значительно понизить количество шумов и искажений в исходном сигнале. Также появляется возможность для существенного сжатия исходных данных.
1.1.2. Характеристика функциональной структуры системы
Функциональная схема системы приведена на рис. 1.1.
Обработка входных сигналов состоит из следующих этапов:
- ввод данных в систему многомасштабного анализа дискретных сигналов;
- в подсистеме вейвлет-анализа осуществляется соответствующий анализ дискретного сигнала. Результатом работы подсистемы является результат вейвлет-преобразования;
- в подсистеме структурной индексации осуществляется структурная индексация входного сигнала;
- в подсистеме конвертации данных структурной индексации происходит преобразование результата структурной индексации, а также осуществляется возможность получения из него исходного сигнала;
- в подсистеме визуализации осуществляется отображение резуль