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微波近场医学特征回波中瞬时谱提取与分析

作　者: 王晨炜
导　师: 姚萌
学　校: 华东师范大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 时频分析 Hilbert-Huang变换经验模式分解本征模函数
分类号: R318.0
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 18次
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内容摘要

随着近年来科学技术的不断发展,非线性、非平稳信号处理方法及其在工程中的应用研究越来越受到人们的重视。研究人员和学者通过分析信号的时变特征,构造合适的时频分布并进行恰当处理,以达到不同的信号处理目的。因此,找到合适的、性能优良的时频分布成为非线性、非平稳信号分析与处理的一个重要研究内容——时频分析,它是非平稳信号分析的解析理论。信号的时频分析方法是否能够有效地实现对非线性、非平稳信号的分析处理,已经成为现代信号处理方法的研究热点。Hilbert-Huang变换时频分析方法是一种全新的信号分析方法。该方法在近十年的发展过程中,逐渐展现出它在非平稳信号处理领域的优势,具有重要的理论研究价值和广阔的应用前景。本文对该方法进行了深入的研究,并对其应用作了新的探索。首先,论文回顾了时频分析方法中最具有代表性的几种分析非平稳和非线性信号的方法,即短时傅里叶变换、Winger-Ville分布和小波变换,并深入探讨了各自的优点和局限性。其次,介绍了Hilbert-Huang变换方法的提出背景和相关理论,阐述了信号的瞬时频率和本征模函数的基本概念,说明了算法实现原理和Hilbert谱及边际谱的物理意义。再次,分析了EMD方法的不足,引出基于小波包分解改进的Hilbert-Huang变换算法,并建立数值仿真软件,开发基于GUI的信号分析处理系统。实现用于对医学实验数据导入、处理、分析、统计的目的,完成对采集信号的瞬时谱提取和分析,获得相关实验结果,并结合具体病例,深入分析其物理意义及医学意义,为医学成像,目标数据分类、反演,数据挖掘及非实时处理作应用性研究。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-15
  1.1 本课题研究的意义  11-12
  1.2 信号时频分析的发展现状  12-13
  1.3 本文的研究目标  13
  1.4 论文的内容安排  13-15
第二章时频分析方法回顾  15-21
  2.1 短时傅里叶变换  15-17
  2.2 Winger-Ville分布  17-18
  2.3 小波变换  18-19
  2.4 时频分析总结  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第三章 Hilbert-Huang变换的基础理论  21-33
  3.1 基本概念  21-25
  3.2 Hilbert-Huang变换算法的实现  25-31
  3.3 本章小节  31-33
第四章 Hilbert-Huang变换软件工具建立及医学数据导入  33-43
  4.1 Hilbert-Huang变换软件工具建立  33-34
  4.2 改进的Hilbert-Huang变换软件工具建立  34-38
  4.3 医学数据导入与运行  38-42
  4.4 本章小结  42-43
第五章医学数据瞬时谱图分析  43-74
  5.1 实验方法  43
  5.2 实验结果  43-68
  5.3 实验结果分析  68-73
  5.4 本章小结  73-74
第六章总结与展望  74-76
  6.1 全文总结及主要贡献  74-75
  6.2 对下一步研究的建议及未来研究方向  75-76
附录  76-80
  附录Ⅰ Hilbert-Huang变换(HHT)实现的部分程序代码  76-77
  附录Ⅱ 改进的Hilbert-Huang变换(WptHHT)实现的部分程序代码  77-80
参考文献  80-83
作者攻读硕士学位期间发表的学术论文  83-84
致谢  84

微波近场医学特征回波中瞬时谱提取与分析

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