全光纖安防系統(tǒng)的模式識(shí)別研究.pdf

1、全光纖安防系統(tǒng)是分布式干涉型的光纖擾動(dòng)定位和傳感防衛(wèi)系統(tǒng)，能夠獲取被測(cè)區(qū)域空間和時(shí)間的變化，具有現(xiàn)場(chǎng)無(wú)源、抗電磁干擾、抗腐蝕、極高的靈敏度和監(jiān)測(cè)范圍大等特點(diǎn)。對(duì)檢測(cè)的光纖擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的識(shí)別對(duì)于保障保護(hù)區(qū)域安全有著重要意義。
　　本文以光纖擾動(dòng)信號(hào)為研究對(duì)象，研究信號(hào)模式識(shí)別方法。
　　首先介紹了小波去噪法和譜相減去噪法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)給出兩種去噪方法的適用環(huán)境；其次重點(diǎn)研究三種特征提取方法：基于小波包分解(WPD)的小波能

2、量特征法、基于希爾伯特-黃變換(HHT)的邊際譜特征法、基于雙譜估計(jì)的雙譜特征法，并提出一種改進(jìn)特征向量的方法。接著介紹了兩種分類器設(shè)計(jì)方法：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)；最后使用構(gòu)建的模式識(shí)別系統(tǒng)對(duì)實(shí)際光纖擾動(dòng)信號(hào)模式識(shí)別。
　　在特征提取部分，論文詳細(xì)介紹了三種時(shí)頻聯(lián)合分析方法，進(jìn)行了理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)。對(duì)信號(hào)進(jìn)行5層小波包分解，將分解系數(shù)重構(gòu)來(lái)構(gòu)造32維特征向量的小波包能量特征提取方法；對(duì)信號(hào)進(jìn)行希爾伯特-黃變換，計(jì)算希爾伯特譜，再

3、對(duì)由希爾伯特譜積分求得的邊際譜采樣，構(gòu)造51維的邊際譜特征；將信號(hào)進(jìn)行雙譜估計(jì)，將第一象限雙譜絕對(duì)值按頻率點(diǎn)加和，構(gòu)造128維的雙譜特征。
　　在分類器設(shè)計(jì)部分，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論介紹了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；在支持向量機(jī)理論方面介紹了一對(duì)一(OAO)、一對(duì)多(OAA)、有向無(wú)環(huán)圖(DAG)、非平衡二叉樹(NBBT)策略下的多類支持向量機(jī)；并且提出一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與支持向量機(jī)策略相結(jié)合的分類器設(shè)計(jì)方式，得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。