Сопровождение объектов с применением частотно-временных преобразований в информационно-измерительных системах

• Автор: Шаталов, Игорь Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 143 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОБЪЕКТАХ В ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ
1Л. Информационно-измерительная система, осуществляющая сопровождение объектов
1.2. Локализация объектов на телевизионных изображениях и их последующее сопровождение
1.3. Сравнительный анализ методов обработки сигналов с целью сопровождения объектов
1.4. Постановка задачи частотно-временного анализа сигналов сопровождаемых объектов
1.5. Выводы
2. ВЫЧИСЛЕНИЕ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ОКОННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ ДЛЯ ДИСКРЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ АРГУМЕНТОВ
2.1. Частотно-временное преобразование и оконное преобразование Фурье как частные случаи двумерного интегрального преобразования
2.2. Двумерное преобразование Фурье непрерывного частотно-временного преобразования
2.3. Выбор масштаба анализа и шага смещения базисной функции частотно-временного преобразования
2.3.1. Конечная длительность базисной функции и конечная ширина спектра сигнала сопровождаемого объекта

2.3.2. Конечная длительность сигнала сопровождаемого объекта и конечная ширина спектра базисной функции
2.3.3. Выбор шага смещения базисных функций при частотно-временном анализе дискретных сигналов объектов
2.4. Вычисление оконного преобразования Фурье для дискретных значений аргументов
2.4.1. Выбор шага смещения оконной функции при анализе непрерывных сигналов сопровождаемых объектов
2.4.2. Выбор шага смещения оконной последовательности при анализе дискретных сигналов сопровождаемых объектов
2.5. Выводы
3. ЛОКАЛИЗАЦИЯ И СОПРОВОЖДЕНИЕ ОБЪЕКТОВ С ПОМОЩЬЮ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
3.1. Обнаружение разрыва первого рода в значении сигнала объекта или его производной
3.1.1. Математическая модель события
3.1.2. Требования к базисной функции
3.1.3. Определение момента наступления события
3.2. Обнаружение момента перехода от одного сигнала к другому
3.2.1. Математическая модель события
3.2.2. Требования к базисной функции
3.2.3. Определение момента наступления события
3.3. Построение оптимальных базисных функций частотновременных преобразований

3.4. Определение скорости объекта с помощью частотно-временного преобразования
3.5. Частотно-временное преобразование стационарных случайных процессов
3.6. Локализация и сопровождение объекта, наблюдаемого на фоне белого гауссова шума
3.7. Выводы
4. БЫСТРЫЙ АЛГОРИТМ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛА СОПРОВОЖДАЕМОГО ОБЪЕКТА
4.1. Постановка задачи
4.2. Вычисление частотно-временного преобразования в сигнальной области
4.3. Вычисление частотно-временного преобразования в спектральной области
4.4. Исследование производительности алгоритма вычисления частотно-временного преобразования
4.5. Выводы ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА И ЕГО ДАЛЬНЕЙШЕГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТЬ И В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС

2.1. Частотно-временное преобразование и оконное преобразование Фурье как частные случаи двумерного интегрального преобразования
Непрерывное частотно-временное преобразование является частным случаем двумерного интегрального преобразования [54]:
- прямое ЧВП (разложение, или анализ) сигнала x(t):

Wx(s,t) = J x(t) K(s, x,t) dt, (2.1)

где K(s, t, t) - анализирующее ядро, s, x e (- oo, + со);
- обратное ЧВП (восстановление, или синтез) сигнала x(t):
+00 +
x(t)= J J ^(s, x)if(s, t, f)dsdr, (2.2)
S = -00 X
где K(s, t, t) - синтезирующее ядро.
Условие, которому должны удовлетворять ядра с целью однозначного восстановления сигнала по его преобразованию (условие взаимности ядер):
+00 +СО
| j K(s,T,tl)K(s,T,t2)dsdr = 8(tl-t2)- (2.3)
S~ —СО TG—СО
Прежде чем рассматривать способы вычисления ЧВП, докажем следующее утверждение.
Утверждение 2.1. Пусть x(t) - произвольный аналоговый сигнал с ко-
+о° ^
нечной энергией Ех - || x(t) | dt <+ оо, непрерывное преобразование Фурье

которого удовлетворяет условию X (0) = j x(t) dt = 0. Тогда

J x(st) ds = Сх 8(t), где Сх - некоторая константа, зависящая от вида сигна-
S=-co
ла x(t), 8(t) - дельта-функция Дирака [31, 48].