1。3。4小波变换计算时间延迟
小波变经常被用来处理非稳定信号[30]。从TDE相关特性的通用方法,它不适合用来处理非平稳信号,所以如何处理与利用小波变换来处理非平稳信号现在已经成为一个重要的研究方向。在此基础上,基于小波变化发展出的广西相关的时间延迟估计方法,该方法使在与连续小波相关联的第一SNR一个连续的,改善了精度变换之间算法TDE。为了进一步提高精度,在此基础上,我们开发了基于二次加权基地小波的方法。此方法利用在功率谱密度函数的不同的尺度进行加权的基础波频谱,然后使用加权以消除噪声对估计的精度的影响小波互相关函数。这种方法可以改善的时间延迟计算精度的有色噪声条件下的非平稳信号。
对于窄带信号,沙岚提出一种基于连续小波变换的TDE算法,这种方法是以上两种算法的改进,它是非常不错的。由于信号带宽波形比较方法是不敏感,并且有一个弱抗噪声性能的缺点,并连续小波变换良好抗噪声性能只是以弥补不足波形比较的方法,从而结合连续小波变换和波形比较在TDE低信噪比适用于窄频带信号的形成这种新方法的各自的优点。该算法转变连续小波从这个角度变换不变性解释其合理性,扩大了连续小波变换算法TDE应用;继承了连续小波变换具有较高的抗干扰性和波形比较方法适用于窄带信号时延估计双重优点。
1。3。5基于时频分析的延迟估计方法
时频分析法是近年来的一个新的信号分析的方法,得到人们越来越广泛的应用。基于分离特性固有的时频的特性,所以,将只有有限的一维信号处理的时间或谱进一步膨胀时二维,时间频率平面中,信号的频率特性已被分离,相应的时频滤波器变得更简单,信号分析可以具体到特定的时间和频率。特别是对于非平稳信号,使用时频分析方法是特别重要的,并且这样的信号分析和处理也更具有现实意义。文献综述
1。3。6阈值法
阈值法[31]是根据信号达到某一时刻t,即信号幅值达到预先设定值时,就认为信号已经到达该传感器,时间t就是信号到达时刻,如图1-1所示。
图1-1 阈值法计算信号间时间差原理图
具有同时记时起点的两传感器所接收到信号的时间差即为两信号间的时间延迟。阈值法只有在噪声很小或没有噪声的前提下才能进行时间延迟的计算。
1。3。7互相关函数法
互相关主要是比较两信号之间的相似程度,其中一列信号相对于另一列信号有一个时间上的延迟。计算两列信号的互相关函数,并且计算出对应于最相相近时刻, 也就是互相关函数的峰值点所对应的时间,即为时间延迟。互相关函数法在各信号相似性较好的情况下才能得到较满意的时间延迟估计结果,具有算法简单、抗白噪声干扰能力强等优点。
由于互相关函数方法能较为准确的算出时间差,所以在其他的领域也得到了广泛的应用。沈阳航空工业计算机学院的刘立云、田丰等人,进行了基于互相关技术的声波飞行时间测量系统的设计与实现的实验[32]。把声学的方法用到燃煤锅炉炉膛火焰检测,重点放在对声波飞行时间的测量是实现温度场测量。这个实验研制了声波飞行时间的测量系统,并且进行了实验。利用互相关函数法对采集到的信号进行计算,从而得到声波的飞行时间。武汉理工大学的向阳进行了基于互相关延时估计的波速估计方法[33]的实验。应力波的波速测量是混凝土结构无损估计的基本检测项目之一,波速的大小既能反应混凝土结构的质量,还能为其它测量提供一定的基础。研究了基于互相关的时间延迟估计方法及其算法,并应用到测量应力波波速的方法中,从而解决了传统的直接观察法中的人为误差的影响和噪声对测量精度的影响,大大降低了测量误差。另外,天津大学的王萍等人,研究了精确的互相关算法在超声波流速测量的应用[34]。