论文部分内容阅读
在信号的时频分析过程中,Gabor变换作为一种有力的分析工具,克服了傅里叶变换不能确切地描述信号频率随时间变化情况的缺点。然而,由Dennis Gabor提出的传统复值Gabor变换由于计算量大,在实时应用上受到了一定的限制。为了克服传统Gabor变换的这一缺点,陶亮等人在离散余弦变换(DCT)的基础上提出了实值离散Gabor变换,由于展开系数的计算、信号重建以及双正交分析窗函数的求解等都只涉及到实数运算,从而大大地减少了Gabor变换的运算量,使得实现起来更为方便。在Gabor变换中,为了获得聚集性好、时频分辨率高的Gabor表示,需要选取合适的窗函数类型以及窗函数宽度。有研究表明,对于时变信号,选取合适的窗函数宽度比选择窗函数类型更为重要。为此,杜秀丽等人提出了基于熵的Gabor变换窗函数宽度选择自适应算法,该算法利用香农熵来选择最优窗函数宽度,在一定的程度上解决了窗函数宽度选择问题。本文首先介绍了时频分析的理论以及常用的时频分析方法,回顾了Gabor变换理论的发展历程,并着重介绍了基于DCT的实值离散Gabor变换及其快速算法。然后将利用香农熵来选择窗函数的算法应用到基于DCT的实值离散Gabor变换上从而提出了基于DCT核的实值离散Gabor变换的最优窗函数宽度选择算法,并通过对余弦信号、频率调制信号及高斯包络信号进行仿真实验来验证算法的有效性。最后将此算法应用到雷达信号处理上,通过选取不同情况下的雷达信号进行仿真实验,来验证此算法在实际应用中的可行性。实验结果表明,对余弦调制的瞬变信号,在进行Gabor变换时能够获得最优窗函数宽度,并且在一定程度上具有抗噪性。此外,由于基于DCT核的实值离散Gabor变换只需要进行实数运算,从而减少了运算量,使得实现起来更为方便,也有效地提高了非平稳信号分析、处理速度和效率