本文選題：Mortlet + 小波變換處理器　； 參考：《東華大學》2017年博士論文

【摘要】：小波變換是一個時間和頻率的局部變換。小波分析在時域和頻域同時具有良好的局部化性質(zhì),特別適用于非穩(wěn)定信號的分析與處理。因此小波變換廣泛應(yīng)用于數(shù)學、信號分析、語音合成、圖像處理、量子力學、電子對抗、計算機識別、數(shù)據(jù)壓縮、地震勘探、大氣與海洋分析、機械故障診斷等多領(lǐng)域。小波變換算法需要大量的數(shù)學運算和復雜的編程,因此在工程技術(shù)領(lǐng)域中難以實現(xiàn)。為避免小波變換復雜的數(shù)學運算和編程,科學家們研制了聲表面波式小波變換器件。用聲表面波器件實現(xiàn)小波變換繼承了小波變換良好的局部化性質(zhì)。聲表面波式小波變換器件具有聲表面波器件的優(yōu)點,比如處理速度快、設(shè)計簡單、體積小、溫度穩(wěn)定性好、價格低和功耗小。當聲表面波式小波變換器件輸入換能器的指條包絡(luò)按照小波函數(shù)的包絡(luò)設(shè)計時,能夠?qū)崿F(xiàn)小波變換,從而制作出了聲表面波式指條包絡(luò)加權(quán)小波變換處理器。但是該聲表面波式小波變換處理器存在嚴重的衍射問題。衍射問題會引起衍射損耗和波前形狀發(fā)生畸變。為解決衍射問題,本文研制了三種新型多尺度聲表面波式小波變換處理器及小波反變換處理器,即聲表面波式指條面積加權(quán)小波變換處理器及小波反變換處理器、聲表面波式指條寬度加權(quán)小波變換處理器及小波反變換處理器、聲表面波式指條混合加權(quán)小波變換處理器及小波反變換處理器。本文主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:(1)選取morlet小波函數(shù)作為三種新型多尺度聲表面波式小波變換處理器及小波反變換處理器的小波函數(shù),實現(xiàn)方案如下:(1)聲表面波式指條面積加權(quán)小波變換處理器輸入換能器的指條面積及小波反變換處理器輸入換能器和輸出換能器的指條面積等于小波函數(shù)的包絡(luò)面積,聲孔徑滿足H~2/λ＞D。(2)聲表面波式指條寬度加權(quán)小波變換處理器輸入換能器的指條寬度及小波反變換處理器輸入換能器和輸出換能器的指條寬度等于小波函數(shù)的包絡(luò)幅值,聲孔徑滿足H~2/λ＞D。(3)聲表面波式指條混合加權(quán)小波變換處理器輸入換能器的聲孔徑及小波反變換處理器輸入換能器和輸出換能器的聲孔徑足夠大區(qū)域的指條長度等于小波函數(shù)的包絡(luò)幅值,即指條長度與小波函數(shù)的包絡(luò)幅值成正比,指條寬度相等;聲孔徑比較小區(qū)域的指條寬度等于小波函數(shù)的包絡(luò)幅值,即指條寬度與小波函數(shù)的包絡(luò)幅值成正比,聲孔徑等長。(2)根據(jù)其方案,推導出了三種新型多尺度聲表面波式小波變換處理器及小波反變換處理器的物理參數(shù)(材料參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù))與其性能的關(guān)系,確定了最佳結(jié)構(gòu)。(3)提出了三種新型多尺度聲表面波式小波變換處理器及小波反變換處理器研制過程中的關(guān)鍵性問題:衍射問題、壓電基片對聲表面波式小波變換處理器頻率特性的影響、輸出換能器的指條數(shù)對聲表面波式小波變換處理器帶寬的影響、指條寬度的精度對聲表面波式小波變換處理器頻率特性的影響及相位移等。對這些問題的產(chǎn)生原因進行了詳細分析,并提出了解決的方法。(4)在X-112°Y LiTaO_3壓電基片上制作出了三種新型多尺度聲表面波式小波變換處理器及小波反變換處理器的樣品。通過實驗測得聲表面波式小波變換處理器及小波反變換處理器理論帶寬值和實驗帶寬值相一致,且三種新型多尺度聲表面波式小波變換處理器及小波反變換處理器不存在衍射問題。
[Abstract]:Wavelet transform is a time and frequency of local transform. Wavelet analysis in time domain and frequency domain also has good localization properties, especially suitable for the analysis and processing of non-stationary signals. The wavelet transform is widely used in mathematics, signal analysis, speech synthesis, image processing, quantum mechanics, electronic warfare, computer recognition, data compression analysis, seismic exploration, atmospheric and ocean, multi field of mechanical fault diagnosis. Wavelet transform algorithm requires a lot of mathematical operations and complex programming, so in the field of engineering technology is difficult to achieve. In order to avoid the complexity of wavelet transform and mathematical programming, scientists developed the wavelet transformation device of surface acoustic wave. Using surface acoustic wave device the realization of wavelet transform inherits the good localization properties of wavelet transform. The advantages of wavelet transformation device of surface acoustic wave with surface acoustic wave devices, such as processing speed Fast, simple design, small volume, good temperature stability, low price and low power consumption. When wavelet transformation device of surface acoustic wave transducer input refers to the envelope according to the envelope design of wavelet function, wavelet transform can be realized, thereby creating a surface acoustic wave type envelope weighted wavelet transform processor but the sound. Wave type wavelet transform processor has the diffraction problem serious. The diffraction problem will cause the diffraction loss and the wavefront distortion of the shape. In order to solve the problem of diffraction, we developed three novel multi scale surface acoustic wave type wavelet transform processor and inverse wavelet transform processor, namely surface acoustic wave refers to the area weighted wavelet transform and inverse wavelet processor transform processor, surface acoustic wave refers to the width of the weighted wavelet transform processor and inverse wavelet transform processor, surface acoustic wave, a hybrid weighted wavelet transform processor And the inverse wavelet transform processor. In this paper, the main research contents and innovations are as follows: (1) select Morlet wavelet function as the wavelet function of three novel multi scale surface acoustic wave, wavelet transform and inverse wavelet transform processor processor, implementation scheme are as follows: (1) surface acoustic wave refers to the area weighted wavelet transform processor input transducer means the area and inverse wavelet transform processor input and output transducer transducer refers to the envelope area equivalent to the size of the wavelet function, the sound aperture satisfies the H~2/ lambda > D. (2) surface acoustic wave refers to the width of weighted wavelet transform processor input transducer finger width and inverse wavelet transform processor input transducer and an output transducer to amplitude envelope the width is equal to the wavelet function, the sound aperture satisfies the H~2/ lambda > D. (3) surface acoustic wave sound hole mixed weighted wavelet transform processor input transducer The sound aperture size and inverse wavelet transform processor input transducer and an output transducer is large enough to envelop the area equal to the length of wavelet function, namely envelope length and wavelet function is proportional to a width equal; the sound aperture is relatively small area of the strip width is equal to the amplitude envelope of a wavelet function, i.e. the envelope width and amplitude of the wavelet function is proportional to the acoustic aperture length. (2) according to the scheme, deduces the physical parameters of three kinds of new multiscale surface acoustic wave, wavelet transform and inverse wavelet transform processor processor (material parameters, structure parameters and performance), to determine the best structure (. 3) put forward three key questions for development of a new multi-scale surface acoustic wave, wavelet transform and inverse wavelet transform processor processor in the process: the diffraction problem, the piezoelectric substrate for surface acoustic wave, wavelet transform Effect of frequency characteristics of the output of the transducer refers to the influence of number of surface acoustic wave type wavelet transform processor bandwidth, etc. the width accuracy refers to the shift effect on the surface acoustic wave, wavelet transform processor frequency characteristic and phase. The causes of these problems are analyzed, and puts forward the solving methods. (4 X-112 ~ Y LiTaO_3) in the piezoelectric substrate to produce three new multi scale surface acoustic wave, wavelet transform and inverse wavelet transform processor processor samples. Through measuring the surface acoustic wave, wavelet transform and inverse wavelet transform processor processor theoretical bandwidth value and experimental value of bandwidth is consistent, and three novel the scale of surface acoustic wave, wavelet transform and inverse wavelet transform processor processor does not exist the problem of diffraction.

【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN65

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本文編號：1764807