基于小波变换的遥测速变振动信号压缩方法的研究

来源 :中国航天第二研究院 航天科工集团第二研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:puhongjin
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随着导弹(包括运载火箭)复杂程度的提高,待测参数种类、数量增多,使得遥测设备的数量、功耗、体积相应增大,遥测信道码速率也相应提高。采用数据压缩技术,有助于提高带宽受限信道的通信效率,大大节省数据库存储空间,对遥测工作有着重要的意义。   遥测数据中的速变振动信号仅占全部遥测参数的10%左右,属于技术遥测参数,占用了近85%的系统容量,信息占用的比重较大。因此,对速变振动信号采用有效的数据压缩算法显得尤其重要。   本文提出了一种基于小波变换的遥测速变振动参数的压缩方法,采用小波变换这个近年来飞速发展的新兴学科,为数据压缩开辟了新的领域,并且可以广泛应用于图像压缩与去噪、信号去噪和信号检测等方面。应用小波变换,对被测振动信号进行分解,通过分析各小波的性质以及计算相应性能指标,选定合适的小波基及小波变换的分解层数,使分解达到良好的特征提取和时频分析效果。并且对分解后的变换系数进行适当的量化处理,从而达到一定的压缩效果。本文主要采用了小波阈值量化算法和矢量量化算法。其中小波阈值量化采用一种改进的阈值作用方法,去除了不重要的信息,保留了包含原信号大量信息的系数。矢量量化作为一种高效的压缩技术,可以获得压缩比大且编解码算法简单的处理效果,在压缩领域中有着良好的应用前景。本文采用了简化的LBG码书设计算法,选用部分重要小波分解系数作为初始码书,再搜索与码书最匹配的码字,通过迭代计算确定最佳的码书。通过仿真实验,从重构信号的赋范均方误差和压缩比、信噪比等方面分析了两种算法的性能,并研究分析了误码扩散及突变点等问题。在应用小波变换对遥测速变振动信号的压缩与重构的研究中,可以在失真较小的情况下压缩比达到0.25到0.15左右,有较理想的压缩与重构效果。
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