Компьютерная обработка реальных сигналов спектральными методами и методами биоинформатики

• Автор: Хотова, Фатима Ансарбиевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Смоленск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Спектральный анализ и методы его проведения
1.1. Виды сигналов, их спектральный анализ
1.2. Обзор и классификация методов спектрального анализа
1.2.1. Непараметрические (классические) методы спектрального анализа
1.2.2. Параметрические методы спектрального анализа
1.3. Современное состояние технического обеспечения спектрального анализа
1.4. Реализация спектрального анализа в СКМ
Выводы
Глава 2. Исследование возможностей матричной системы МАТГАВ в проведении спектрального анализа
2.1. Моделирование сигналов в системе МАТГАВ
2.2. Обзор и выбор окон для оконного спектрального анализа
2.3. Кратковременное (короткое) оконное преобразование Фурье
2.4. Вейвлет-анализ сигналов
Выводы
Г лава 3. Исследование программных средств биоинформатики в проведении спектрального анализа
3.1. Обзор возможностей пакета биоинформатики системы МАТЬАВ
3.1.1. Доступ к мировым информационным ресурсам
3.1.2. Представление о генах и генных цепочках
3.1.3. Анализ генетических цепочек
3.2. Исследование средств обработки массивов спектрограмм
3.3. Методы уменьшения влияния шумов при спектральном анализе
3.4. Применение кластеризации для выявления наиболее важных линий
спектрограмм
Выводы
Глава 4. Аппаратные и программные средства спектрального анализа
4.1. Подключение аппаратных средств спектрального анализа к ПК
4.1.1. Порты для подключения измерительных приборов к компьютеру
4.1.2. Подключение к компьютеру осциллографа
4.2. Программные средства моделирования данных для спектрального анализа
4.3. Программные модули спектрального анализа массивов данных
4.4. Спектральный анализ реальных осциллограмм
4.4.1. Построение спектра реальных осциллограмм различными методами
4.4.2. Оценка в МАТГАВ спектра реальных сигналов в виде пачек и модулированных сигналов
4.5. МАТГАВ-программа ввода осциллограмм с двух каналов
4.6. Вейвлет-анализ реальных сигналов
4.6.1. Вейвлет-очистка сигнала от шума и компрессия сигнала
4.6.2. Построение скейлограмм
Выводы
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложение 1. Сравнительный анализ современных измерительных приборов

Таблица П.1.1 Сравнительный анализ современных осциллографов
Таблица П. 1.2 Сравнительный анализ современных анализаторов спектра
Приложение 2. Список программных модулей, использованных в данной диссертационной работе
Приложение 3. Спектральный анализ средствами различных систем компьютерной математики
Приложение 4. Методы расчета расстояний между кластерами, представленные
в пакете Statistics Toolbox системы MATLAB

архитектуры с применением встроенного персонального компьютера с операционной системой ymdows. Приборы имеют диапазон частот до 20 ГГц.
Анализаторы спектра реального времени отличаются прежде всего возможностью построения спектрограмм методом короткого оконного преобразования Фурье. Кроме того, все приборы данного класса корпорации ТекПотх позволяют строить спектры с использованием технологии цифрового фосфора. Это обеспечивает просмотр динамических, быстро изменяющихся спектров.
Таким образом, к отличительным особенностям анализаторов спектра реального времени можно отнести:
- применение короткого оконного Фурье-преобразования;
- высокоскоростная оцифровка;
- хранение спектров реального времени в памяти;
- применение технологии цифрового фосфора (имитации послесвечения электронно-лучевой трубки).
Кроме того, анализатор спектра реального времени легко справляется с представлением спектров амплитудно-модулированных (АМ) сигналов, требующих высокого разрешения по частоте. Это в полной мере относится и к специальным видам амплитудной модуляции, например, с одной боковой полосой и с двумя боковыми полосами и подавлением несущей. Наиболее информативными для этого вида модуляции являются спектрограммы и обычные спектры. В этом они заметно превосходят цифровые осциллографы соответствующего диапазона частот [38].
Проведенный в рамках диссертационной работы анализ возможностей современных измерительных приборов по обработке сигналов, к которым относятся в первую очередь генераторы сигналов, осциллографы и анализаторы спектра, показал, что основной задачей этих приборов является исследование явлений и процессов окружающего мира. Другими словами, они позволяют исследовать и отображать реальные сигналы. С другой стороны, к основным