基于MK检验和小波谱分析的赣江上游旱涝变化特征研究

近年来在全球碳排放转型的大背景下,气候变化成为相关学者研究的热点问题。其中全球变暖带来的区域降水变率的不稳定性对社会可持续发展产生了重要影响。因此,为研究长时间尺度下的赣江上游地区环境变化规律,在相关气候要素中,选择旱涝变化作为衡量指标,利用MK检验和小波谱分析方法对近五百年旱涝变化趋势以及周期性特征进行研究。结果表明,赣江上游地区明清以来的近五百年旱涝变化趋势较为明显,总体上涝灾处于增加态势;通过小波谱分析得出,赣江上游地区旱涝演变具有一定的周期性,尤其是不同尺度下的演变周期具有异质性。本研究可以为区域可持续发展研究提供长时间尺度的气候演变规律历史相似型,并为旱涝灾害研究提供基础数据。

宽平稳过程的小波谱展式

宽平稳过程是随机过程中一个重要的二阶矩过程 ,其相关函数可利用谱表现出来 ,本文通过利用小波函数表示相关函数 ,产生小波谱及小波谱密度 ,进而提出了宽平稳过程及实值宽平稳过程的小波谱展式。

基于Transformer模型的心音小波谱图识别

先天性心脏病(先心病)是严重威胁儿童健康的常见疾病,尽早进行先心病筛查对于该疾病的及时诊断和手术治疗十分重要,但这在医疗资源相对匮乏的偏远地区却难以实现。针对上述问题,为实现儿童先心病的智能化早期筛查,提出了一种基于复Morlet小波谱图与Transformer架构深度神经网络分类器的异常心音识别方法,其中小波谱图可以兼顾非平稳心音信号特征描述的时间分辨率与频率分辨率,而心音分类模型则是在经典ResNet50骨干网络的基础上嵌入了Transformer架构自注意力模块,可有效提升对时序信号谱图的特征提取能力。此外,还实现了基于Hilbert变换的心音包络检查,以及基于XMLRPC协议与Redis队列的并发心音识别服务部署,便于和前端机器人整合使用。实验测试显示识别准确率在现场心音数据集上达到87.5%,在PhysioNet 2016心音数据集上达到94.5%,表明该方法不仅在公开数据集上优于已有方法,即使是针对现场复杂环境下的心音识别任务也能取得较为理想的效果。

近50年新疆气温和降水量变化及其与NAO指数的交叉小波谱分析

利用1961—2008年的逐日降水和气温资料,采用线性趋势、小波功率谱和交叉小波谱等方法分析了新疆降水和气温的变化,以及与北大西洋涛动(NAO)变化之间的关系。结果表明,近50年新疆存在降水增多和气温上升的趋势,有暖湿化现象,这与西北地区由暖干趋于暖湿的结论相一致。同时,新疆平均年降水量与NAO存在准2年和准6年周期,夏季降水量与NAO存在准3年和准5年周期,冬季降水量与NAO存在准3年周期。新疆年均气温与NAO存在准3年周期,夏季气温与NAO存在准3年周期,冬季气温与NAO存在准3年和准8年周期。新疆全年、冬季和夏季的降水与NAO的周期中,通过显著性检验的高值正相关大多集中在20世纪80年代;而气温与NAO的周期中,通过显著性检验的高值正相关也大多集中在80年代。

地震动信号小波谱分析与结构损伤评估

地震动是一个复杂的非平稳随机过程,基于傅立叶变换的传统谱分析方法已经难以发挥作用,小波变换因其在时-频两域都具有表征信号局部特征的能力而成为非平稳信号分析的有力工具。通过采用小波能量理论对一个三层钢筋混凝土框架-剪力墙模型地震模拟振动台试验实测数据进行了不同小波中心频率下的小波谱分析,探索了在同一地震中信号能量累积和能量累积变化率与结构动力特性变化的关系;提出了小波传递函数的方法并将其用于不同加载条件后结构模态参数的求解,清晰地得到了结构在不同地震后力学性能的退化趋势。

小波谱及其在线性调频信号检测中的应用

在前人工作的基础上,选用了高斯线调频小波作为基函数,研究了信号的小波谱,给出了小波谱在时间域及频率域的平滑谱并与傅里叶谱进行了比较。线性调频信号的检测与参数估计是一个广泛受到关注的问题,分析了线调频信号的小波变换,并提出了基于小波谱的线性调频信号检测的算法。

分形随机噪声信号处理的小波谱相关方法

提出了广义小波谱相关的概念,简要分析了其基本性质及其与谱相关的关系,通过对白噪声的谱相关和小波谱相关特性的研究,推导出分形噪声的小波谱相关函数,通过与白噪声的对比研究,分析了分形随机噪声在小波谱相关域的特性.考虑实际海杂波的特性,提出了一种分形噪声调幅调频的海杂波模型,分析了海杂波在小波谱相关域的表现,体现了小波谱相关对海杂波处理的优势.利用小波谱相关对分形噪声背景下的伪码脉冲串信号进行了识别仿真,结果表明该方法能有效抑制分形噪声,准确提取信号参数.

小波谱在舰船地震波场分析中的应用

舰船地震波信号是一个非平稳过程,以傅里叶变换为基础的传统谱分析方法已经难以发挥作用。小波变换因其在时-频域都具有表征信号局部特征的能力而成为非平稳信号分析的有力工具。提出了小波谱、小波相干系数用于舰船地震波信号的处理方法。由于Morlet小波所具有的优势,选用Morlet小波作为母小波进行小波分析,得到舰船地震波信号的时频特征。通过对实验数据的分析对比体现出小波谱良好的时频定位能力,表明小波谱适于信号特征的提取,并优于传统谱分析。

机械加工表面轮廓分形维数对数小波谱计算方法

为了提高接触表面的建模精度,利用小波的多尺度分析能力,对表面轮廓进行多尺度小波分解,提出了计算机械加工表面轮廓分形维数的对数小波谱法以及有效分解尺度概念,并认为轮廓只在有效分解尺度上具有分形特征;通过M-B函数模拟生成不同分形维数、不同采样区间的分形轮廓;应用对数小波谱法计算了模拟轮廓的分形维数,进而与功率谱密度法(PSD法)等5种方法的计算结果进行了分析比较,结果表明:对数小波谱法能很好地处理分形的多尺度特征,并且选用sym4小波时计算精度最高,误差在0.15%以内;最后应用对数小波谱法对一实际机械加工表面轮廓分形维数进行了计算,说明了其实用性。

基于小波谱失真测度的语音质量评估

语音质量评估常用于通信对抗装备试验中,但现有客观评估方法无法满足试验的需要,限制了它的适用领域。通过分析小波理论与客观评估手段,提出了利用小波谱失真测度(WSDM)客观评估语音信号通信质量的方法,定义了小波谱失真测度,并给出了小波谱失真测度的计算公式,实验结果表明,与MFCC谱失真测度和BARK谱失真测度相比,用小波谱失真测度客观评价语音信号的通信质量可以提高主客观评估的相关度。

一种基于小波谱的流量识别方法

针对流量识别方法受到服务端口、协议签名、流量加密等限制的问题,提出一种基于多尺度小波谱的流量识别方法。利用离散小波变换对原始网络流量进行多尺度分解,分别计算不同尺度下的小波谱,使用K-means算法对这些小波谱进行聚类分析,由此实现网络流量的识别。实验结果表明,该方法具有较高的识别准确率。

二维非平稳信号的小波谱均衡分析方法

小波变换对信号的分时分频的精细表达和多分辨率的全面把握,使我们能更深入地认识信号和噪声的特性,便于基于小波域进行更有效的高分辩率的处理工作;而谱均衡处理技术是提高信号纵向分辨率的有效方法.本文结合上述两种处理手段,提出了一种小波谱均衡方法:先将二维非平稳信号进行小波分频处理,得到不同尺度的信号;然后将各尺度上的信号分别进行谱均衡处理,再将经谱均衡处理的不同尺度信号进行重建,从而得到高分辨率信号.利用小波谱均衡进行实际信号处理,处理结果表明该方法的处理效果要好于常规的谱均衡方法,它既能提高二维非平稳信号的纵向分辨率,同时又能保持原信号的固有特征.

小波谱及其对谐波信号的刻画能力

本文在前人工作的基础上，首先导出小波谱和傅氏谱之间的数学关系，分析了它们之间的联系与差别，并由此得出了解析子波的消失矩对谱形影响的一般性结论；然后选用Morlet小波，通过数值试验研究小波谱对谐波信号的刻画能力及特点。

分形噪声中BPSK信号检测的小波谱相关方法研究

小波变换作为一种新兴时频分析方法,其小波谱表征了信号的时频特性。对信号的小波谱以及与魏格纳-维尔分布之间的关系进行了较为详细地讨论。根据时频分析的理论,把小波谱扩展到了小波谱相关域,提出了小波谱相关分析方法,并应用到分形噪声和BPSK信号的分析上,探讨了它们的相应特性。根据探讨的结果,提出了分形噪声中BPSK信号检测的小波谱相关方法,并对讨论的结果进行了计算机仿真。

基于小波谱分析的导弹发动机复合材料深层缺陷检测

导弹发动机深层信息非常微弱,而且多次回波的时域频域严重重叠,信息提取难。通过系统响应的角度,对导弹发动机部位复合结构材料的超声信号进行建模,利用最优时间段截取分析建模,采用小波谱分析技术对导弹深层缺陷进行成功的识别。

准地转正压大气小波谱模式及其数值解

基于 β平面通道准地转正压位势涡度方程 ,用wavelet Galerkin方法导出了以周期小波尺度函数为基底的小波谱模式 ,提出了小波格 谱变换算法 ,大大减少了模式非线性项的计算量 ;利用小波基导出了流函数倾向的二维Helmholtz方程的矩阵代数方程 ,求出了周期边界条件下的高精度解 .数值试验表明 ,在热力和地形强迫下小波谱模式可以稳定的长时间积分 ,其数值解与格点差分模式的积分结果相近 ,但解的精度更高、收敛速度更快 .在单纯热力强迫下得到了收敛的稳定解 ,在地形强迫下解呈现约 15d的准周期振荡 ,类似于大气环流的高低指数循环 .

舰船噪声小波谱提取方法研究

人耳听测舰船噪声的特征,是声纳员非常重要的专业技能。本文根据小波变换与人耳蜗频率响应相近似的特点,以cmor1-0.5母小波为基础,构造了一系列基于小波变换的滤波器组。对于小波谱提取中涉及的带宽、分辨率等参数进行了分析,提出了小波谱提取过程中改善分辨率的办法。为检验该方法的可行性,对三种不同类型的舰船噪声进行了小波谱分析,与其FFT谱图进行了比较。为解决小波谱提取过程中高分辨率与计算量的矛盾,提出了对指定频带进行小波谱分析的方法,解决了计算量的问题。

基于时间平均小波谱的汽车后桥质量检测

汽车后桥是汽车的关键部件之一,有20%的事故是由后桥造成的,因此在其出厂前要进行严格的质量检测。本文采用振动诊断方法实现了后桥的质量检测,通过采集、分析汽车后桥振动信号,应用时间平均小波谱法提取后桥的质量检测参数,根据新产品的振动能量特点,如果参数值在特征参数阈值允许范围内则产品合格,否则认为产品不合格,这种方法能够实现自动检测,更适合现代化生产的需要。

分形信号的小波谱相关研究及仿真

小波变换作为一种新兴时频分析方法,其小波谱表征了信号的时频特性。文中对信号的小波谱进行了较为详细的讨论,并与魏格纳-维尔分布进行了比较。根据时频分析的理论,把小波谱扩展到了小波相关域分析,提出了信号的小波谱相关分析方法,并应用到分形信号的分析上,探讨了它的相应特性。对探讨的结果进行了仿真,给出了小波谱相关在信号检测中的应用前景。

离散超小波变换下双正交小波谱分析

我们研究发现,在离散超小波变换下双正交小波谱是有界的.并且任何一个双正交小波变换的谱不可能分布在1附近的某个区间内,并给出了该区间的一个估计.