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1、第21卷第7期计算机仿真2004年7月文章编号:1006-9348(2004)07-0055-02小波变换在单片机信号去噪中的应用王吉华,袁翔(长沙交通学院汽车与机电工程系,湖南长沙410076)摘要:在单片机系统工作环境中存在着各种噪声干扰,尽管已采取了一些抗干扰措施,但不可避免会有噪声进入系统。该文根据单片机系统中的信号特点,基于小波变换自动变焦功能,提出用小波变换对含噪信号进行去噪。基于小波变换的去噪是在对含噪信号进行分解的过程中,通过门限方法抽取有用信号的小波系数,然后重建而得以实现。仿
2、真结果表明了在单片机控制系统中利用小波变换进行信号去噪的可行性和有效性。关键词:单片机系统;小波变换;去噪;小波系数;分解;重建中图分类号:TP368.1;TN911.72文献标识码:AApplicationofWaveletTransformforDecreasingNoiseinSingle-ChipMicrocontrollerSystemsWANGJi-hua,YUANXiang(Automobile&MechatronicEngineeringDepartment,ChangshaCommunica
3、tionUniversity,ChangshaHunan410076,China)ABSTRACT:DuetoallkindsofnoiseintheworkingsurroundingsofSingle-ChipMicrocontrollersystems(MCS),thoughmanymeasurestoresistnoisearetaken,thereisstillnoisepenetratingthesysteminevitably.Accordingtothecharacteris-ticsofsign
4、alinMCSandthefunctionofautomaticallychangingfocusofwavelettransform,thispaperpresentsthatthenoiseinthesignalcanbedecreasedwiththemethodofwavelettransform.Intheprocess,signalwithnoisecanbedecomposedintoaseriesofwaveletcoefficientsbymeansofwavelettransform,some
5、ofwhichcanbeomittedbyagatevalue,thentheoriginalsignalwithdecreasednoisecanbereconstructedbytheprocessedcoefficients.SimulationresultsdemonstratethatthismethodisfeasibleandvalidatedtodecreasenoiseintheSingle-ChipMicrocontrollersystems.KEYWORDS:MCS;Wavelettrans
6、form;Decrease;Waveletcoefficient;Decompose;Reconstruct1引言2基于小波变换的信号去噪原理在单片机控制系统中,不可避免的存在着各种各样的噪运用小波分析进行一维信号消噪处理是小波分析的重声污染,形式各种各样,可能会引起系统失效。根据工程应要应用之一,它主要是利用对含噪信号的分解和重建来实[1]用经验,由单片机系统的工作环境可知最主要的是高频噪声现。下面将其消噪的基本原理作简要说明。[5]污染。目前,解决办法常是电源部分并联电容,在信道传一个含噪声的一维信号的模
7、型可以表示成如下的形式:输中采用光耦隔离等办法;还有数字信号处理(DSP)中的传s(i)=f(i)+e(i),i=0,1,...,n-1.统滤波技术,但其存在时频局限性。本文利用小波变换在时[1,2]其中,f(i)为真实信号,e(i)为噪声,s(i)为含噪声的信号,频域的自动变焦性质来实现单片机系统中信号的去噪。为噪声水平系数。单片机应用系统是数字系统,存在和运行的都是数字信在这里,以一个最号,如方波电压脉冲信号,其具有突变性,且噪声也不是平稳简单的噪声模型加以说的白噪声。这种信号的分析处理,用传统的傅立叶
8、变换显得明,即认为e(i)为高斯无能为力,因为它是将信号完全在频域中进行分析,不能给白噪声N(0,1),噪声级出信号在某个时间点上的变化情况。而小波分析具有自动为1。在实际工程中,有变焦功能,能有效地区分突变部分和噪声,从而可实现很好[1,2,6]用信号通常表现为低频地消噪。经实验证明,这种方法去噪可行、有效,能够达图1信号三层小波分解图信号或者一些比较平稳到预设的信噪
