基于FPGA的信号小波实时处理方法

Ａｂｔ ｃ ：Ａ ｃｒｉ ｏ ｔｅ ｔｅｒ ｎ ｈｒｃ ｒ ｔ ｓｏ ａｅｅ ｄ — ｉ ｅ ｅ ｐｔｆｒａｄ ｔｅ ｐｏｅｔｏ ａｅｅ ｓ ｎｌｐｏ ｓｒ ｔ ｃｏｄｎ ｔ ｈ ｈｏｙ ａ ｄ ｃａａｔ ｉ ｉ ｆｗ ｖｌ ｅ ｎｏ ，ｗ ｕ ｏ ｒ ｈ ｒ ｃ ｆｗ ｖｌ ｉ ａ ｒ— ａ ｇ ｅ ｓｃ ｔ ｓ ｗ ｊ ｔ ｇ
地 分 离 出 噪 声 ， 此 ， 对 于 传 统 方 法 ， 波 分 析 在 去 噪 因 相 小
和 压 缩 方 面 有 着 无 可 比 拟 的 优 势 Ｉ。 ５ 】
行 信 号 处 理 时 ， 于 具 有 滤 波 效 果 好 、 号 细 节 损 失 少 由 信
的优 点 ， 而 引 起 了 广 泛 的 关 注 和 应 用 。 目前 常 用 于 高 从
系 数 进 行 阈 值 处 理 ， 进 行 到 最 后 一 层 时 ， 同 时 对 该 在 要
层 的高 、 频 系数 进行 阈值 处理 。 低 （ ） 构 过 程 ： 经 过 阈 值 处 理 后 的小 波 系 数 通 过 小 ３重 将 波逆 变换 重构 出去 噪后 的信号 。 阂值 降 噪 法 是 一 种 实 现 简 单 、 果 较 好 的 小 波 降 噪 效 方 法 。 小 波 变 换 具 有 很 强 的 去 数 据 相 关 性 ， 能 将 信 号 它 的能 量 集 中 在 小 波 域 一 些 大 的 小 波 系 数 中 ， 噪 声 的 能 而 量 却 分 布 于 整 个 小 波 域 内 ， 此 经 小 波 分 解 后 信 号 的 小 因
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ Ｉｔ ｇ ａ ｅｄ Ｃｉ ｕｔ ｐｉ ｔ ｆ ｎ ｅ ｒ ｔ ｒ ｉ ｃ ｏ ｃ ｓ
基 于 Ｆ Ｇ 的信 号小 波 实 时处理 方 法 木 ＰＡ
蒋行 国， 少 宁 ， 福 刚 莫 褚
（ 林 电 子 科 技 大 学 信 息 与 通 信 学 院 ， 西 桂 林 ５ １０ ） 桂 广 ４ ０ ４
摘 要 ：根 据 小 波 去 噪 的 原 理 及 特 点 ， 出 了 用 Ｆ ＧＡ 实 现 小 波 实 时 信 号 处 理 的 方 法 。 实 验 结 果 提 Ｐ
证 明 采 用 Ｆ Ｇ 实现 小波 信 号 处 理 能 在 低 信 噪 比的 情 况 下 有 效 去 除 噪 声 ， 同时 能 够 满足 信 号 处理 系 ＰＡ
小 波 分 析 用 于 去 噪 的过 程 如 下 ：
（ ） 解 过 程 ： 定 一 种 小 波 ， 含 噪 信 进 行 Ⅳ 层 １分 选 对 小 波分解 ， 到 各层分 解 的小波 系数 。 得
（） ２ 阈值 处 理 过 程 ： 通 过 分 解 得 出 的 各 层 高 频 小 波 将
速 实 时 信 号 处 理 的 硬 件 芯 片 分 为 两 大 类 ： 于 大 规 模 可 基 编 程 集 成 电 路 Ｆ Ｇ 的 纯 硬 件 实 现 方 案 和 基 于 高 速 通 ＰＡ
用 Ｄ Ｐ 的软 件 实 现 方 案 。采 用 Ｆ Ｇ 的 硬 件 实 现 方 案 硬 Ｓ Ｐ Ａ 件 接 口 设 计 灵 活 ，可 以 和 任 意 数 字 外 围 电 路 直 接 使 用 ， 且 其 具 有 高 度 的集 成 度 和 高 速 的 处 理 速 度 ； 基 于 高 速 而 通 用 ＤＳ 的 软 件 实 现 方 案 代 码 设 计 灵 活 ， 以快 速 修 改 Ｐ 可
ｃ ｓｉ ｇ ｂ Ｆ ＧＡ．Ｔ ｅ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｅ ｌ ｅ ｗ ｖ ｌ ｔ ｉｎ ｌ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｙ Ｐ ｈ ｖ ａ ｇ ｏ ｄ —ｎ ｏ ｅ ｆｅ ｔ ｅ ｅ ｓｎ ｙ Ｐ ｈ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔａ ｒ ａｉ ｄ ａ ｅｅ ｓｇ ａ ｐ ｏ ｅ ｓ ｂ Ｆ ＧＡ ａ ｅ ｏ ｄ ｅ — ｉ ｓ ｅｆｃ ｉ ｓ ｚ ｎ ｖ ｉ ｏ ＮＲ ｃ ｎ ｉ ｏ ａ ｄ ｃ ｎ ｎ ａ ｌｗ Ｓ ｏ ｄ ｔ ｎ， ｎ ａ ｍｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ａ — ｉ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ｆ ｓｇ ａ ｒｃ ｓ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ． ｉ ｅ ｈ ｅ ｌ ｔ ｍｅ ｒ ｑ ｉ ｅ ｎ ｓ ｏ ｉ ｎ ｌ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｙ ｔｍ
Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ｅ ｒ ｓ：ｗａ ｅｅ ｅ ｎ ｏ ｅ； Ｐ ｖ ｌｔ ｄ — ｉ ｓ Ｆ ＧＡ ； ｅ ｌ ｉ ｒ ａ —ｔ ｍｅ
小波 变换 能够 同 时在 时域 和频 域进 行 局部 分析 ， 在 对 时 变 信 号 进 行 分 析 时 具 有 明 显 的 优 势 。 波 算 法 在 进 小
统 的 实 时性要 求 。 关 键 词 ：小 波 去 噪 ； Ｐ Ａ； 时 性 ＦＧ 实
中 图 分 类 号 ：Ｔ ９ １７ Ｎ １ ．２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ — ９ ８ ２ １ １２ ０ ４ — ３ ２ ８ ７ ９ （０ ０ １ － ０ ５ ０
Ｍ ｅ ｈ ｄ ｏ ｉｎ ｌ ｗａ ｅ ｅ ｅ － ｉ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ａ ｅ ｎ Ｆ ｔ ｏ ｆｓｇ ａ ｖ ｌ ｔ ｒ ａ ｔ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｂ ｓ ｄ ｏ ＰＧＡ ｌ ｍ
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（ ｆ ｍａ ｏ ＆ Ｃ ｍ ｎｃ ｔ ｎ Ｃ ｌ ｇ ，Ｇ ｉ ｎ Ｕ ｉｅ ｉ ｆ Ｅｅ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｇ ，Ｇ ｉｎ ５ １ ０ ， ｈｎ ） Ｉｏ ｔｎ ｎ ｒ ｉ ｏ ｍｕ ｉ ｉ ｏ ｅ ｅ ｕｌ ｎｖ ｒ ｔ ｏ ｌ ｒ ｉ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ ａｏ ｌ ｉ ｓｙ ｃｏｃ ｏ ｕｌ ４ ０ ４ Ｃ ｉ ｉ ａ