改进的离散S变换快速算法与连续小波变换算法性能分析-信号处理.PDF

第２８卷　第７期 信 号 处 理 Ｖｏｌ．２８　Ｎｏ．７ ２０１２年７月 ＳＩＧＮＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ Ｊｕｌ．２０１２ 改进的离散Ｓ变换快速算法与连续 小波变换算法性能分析 吴彦华 （合肥电子工程学院３０９室，合肥２３００３７；安徽省电子制约技术重点实验室，合肥２３００３７） 摘　要：Ｓ变换具有良好的时频结合特性，在信号处理领域受到了极大重视，在通信信号侦察处理领域具有广阔 的应用前景。本文在研究Ｓ变换基本原理的基础上，针对目前常用的离散Ｓ变换算法进行了分析，指出了其在实 现过程中存在的问题，提出了改进的离散Ｓ变换快速算法，以减少离散Ｓ变换的运算量。为了验证算法的有效 性，本文将改进的离散Ｓ变换快速算法、传统离散Ｓ变换算法以及典型的多尺度时频分析方法—连续小波变换算 法，进行了算法性能对比分析和仿真实验。实验结果表明了改进离散Ｓ变换快速算法比传统离散Ｓ变换算法和连 续小波变换在算法的运算量方面要少一至几个数量级，证明了改进算法的有效性。结论对于通信信号快速侦察 算法的工程化具有重要的意义。 关键词：时频分析；离散Ｓ变换；连续小波变换；运算量 中图分类号：ＴＮ９１１　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００３－０５３０（２０１２）０７－０９７３－０７ Ｃｏｍｐａｒｅｏｆｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｄｉｓｃｒｅｔｅ ＳｔｒａｎｓｆｏｒｍｆａｓｔａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄＣＷＴ ＷＵＹａｎｈｕａ （３０９Ｓｅｃｔｉｏｎ，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ２３００３７，Ｃｈｉｎａ； ＡｎｈｕｉＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＲｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｈｅｆｅｉ２３００３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｄｕｅｔｏｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｔｉｍｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，Ｓｔｒａｎｓｆｏｒｍｈａｓｇｏｔｇｒｅａｔａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆ ｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｈａｓｇｒｅａｔａｐｐｌｙｉｎｇｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓ’ｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｕｄｙ ｏｆｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆＳｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ｔｈｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｄｉｓｃｒｅｔｅＳｔｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄｉｔｓｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎ ｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＴｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｄｉｓｃｒｅｔｅＳｔｒａｎｓｆｏｒｍｆａｓｔａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｃｒｅｔｅＳｔｒａｎｓｆｏｒｍａｓ ｗｅｌｌａｓａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｆａｓｔｄｉｓｃｒｅｔｅＳｔｒａｎｓｆｏｒｍｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ．Ｔｏｅｘａｍｉｎｅａｎｄｃｅｒｔｉｆｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ， ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｏｍｐａｒｅｏｆｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｍｏｎｇｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｄｉｓｃｒｅｔｅＳｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｉｓｃｒｅｔｅＳｔｒａｎｓ ｆｏｒｍａｎｄＣＷＴａｒｅｐｒｅｃｅｄｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅａｍｏｕｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｄｉｓｃｒｅｔｅＳｔｒａｎｓｆｏｒｍｆａｓｔａｌｇｏ ｒｉｔｈｍｉｓｌｅｓｓｏｎｅｏｒｍｏｒｅｏｒｄｅｒｓｏｆｍａｇｎｉｔｕｄｅｔｈａｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｉｓｃｒｅｔｅＳｔｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄＣＷＴ