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1、2008年7月理论与方法第27卷第7期3正交小波变换在LabVIEW中的实现舒强(集美大学理学院厦门361021)摘要:LabVIEW是功能强大的虚拟仪器(VI)开发环境,但小波分析功能有所欠缺。本文分析了Mallat正交小波变换算法的原理,介绍了一种利用LabVIEW的数学运算函数实现Mallat算法的方法。设计了小波一维多尺度分解与重构VI,并通过小波阈值降噪的仿真实验对设计进行了验证。通过对滤波器参数进行设置,本文的设计可适用于多种小波函数。小波变换的引入,扩展了LabVIEW的时频分析功能。关键词:LabVIEW;正交小波变换;Mallat算法中图分类号:TP311文献
2、标识码:ARealizationoforthogonalwavelettransforminLabVIEWShuQiang(SchoolofScience,JimeiUniversity,Xiamen361021)Abstract:LabVIEWisadevelopingenvironmentofvirtualinstrumentwithpowerfulfunctions,butitswaveletanalysisfunctionsarepoor.TheprincipleofMallatalgorithminorthogonalwavelettransformispresent
3、edinthispaper,andakindofrealizationmethodofMallatalgorithmusingmathematicsfunctionsinLabVIEWisintroduced.TheVIsofMulti2level12Dwaveletdecompositionandreconstructionaredesigned,andareprovedbysimulateexperimentofde2noisingviawaveletthreshold.Thisdesignisapplicabletomanykindsofwaveletfunctionsb
4、ysettingWaveletfilters.Withthereali2zationofwavelettransform,thetime2frequencyanalysisfunctionsofLabVIEWareexpended.Keywords:LabVIEW;orthogonalwavelettransform;algorithmofMallatLabVIEW是NI公司开发的虚拟仪器设计工具,采0引言用图形化的编程方式,提供了丰富的数据采集、分析和处传统的傅立叶变换是信号处理的重要方法之一,它给理库函数,广泛应用于测量与控制等领域。针对小波变出了信号中包含的各种频率成分。
5、但傅立叶变换在分析换,NI公司提供商品软件包SignalProcessingToolset,功[2]信号的非稳态特性时存在困难。小波变换在上世纪80年能强大但价格昂贵。文献[3]提出了一种利用Lab2代发展起来,它的一个重要特点是多尺度(Multi2Scale),VIEW的DLL调用机制实现小波变换算法的方法,文献可以由粗到细的逐步观察信号。因此,小波变换在奇异性[4]提出了采用LabVIEW和Matlab相结合的方式实现检测、去噪、数据压缩等领域获得了广泛的应用。小波变换。但是在有些场合下,这些方式都不便于代码修通常,实际工程处理的信号是离散的,且无法对全部订与移植。为此,本
6、文对LabVIEW进行二次开发,在无尺度因子和位移参数计算小波变换,因此信号处理中采用外挂软件包的情况下,实现了LabVIEW的小波分析尺度和位移离散化的小波变换(DWT)。大多数情况下是功能。将尺度因子和位移参数按2的幂次进行离散。最有效的[5]1Mallat算法原理计算方法是在1987年由S.Mallat发展的快速小波算法。在小波多分辨率分析中,Mallat算法的地位和作用类似于Mallat算法是离散信号在相邻分辨率之间的递推计[1]快速傅立叶算法在傅立叶分析中的地位和作用。算方法。在Mallat算法中,不再出现小波函数和尺度函3基金项目:集美大学教改项目资助(JY0714
7、6)作者简介:舒强(19762),男,讲师,硕士,主要研究方向为信号处理、EDA技术、电子测量技术。中国科技核心期刊—29—2008年7月理论与方法第27卷第7期数,而是使用与它们对应的数字滤波器h(n)和g(n)。LabVIEW7.1提供了丰富的数学运算函数,为高效地1.1分解算法实现数组和向量的运算提供了可能。由式(1)和式(2)可设原始采样信号为an,长度为N,则信号的分解表达见,aj+1(n)或dj+1(n)的每个采样点是由滤波器系数向量式为:h(n)或g(n)与上一尺度输入向量aj
