Ευφυής ψηφιακή επεξεργασία σημάτων με μεθόδους EMD, TKO και συνδυασμοί

• Κύριος συγγραφέας: Μπάρκουλα, Κωνσταντίνα
• Άλλοι συγγραφείς: Οικονόμου, Γεώργιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2010
• Θέματα: Εμπειρική μέθοδος αποσύνθεσης; Τελεστής Teager Kaiser; Μετασχηματισμός Teager Huang; Empirical mode decomposition; Teager Kaiser operator; Teager Huang transform; 551.028 5

Στα πλαίσια της διπλωματικής αυτής εργασίας στόχος μας είναι η εφαρμογή τεχνικών ψηφιακής επεξεργασίας σήματος σε γεωφυσικά σήματα και συγκεκριμένα κατά κύριο λόγο σε σήματα γεωηλεκτρικού δυναμικού μακράς διάρκειας και σε σήματα σεισμικών κυμάτων. Έχουμε εστιάσει την επεξεργασία μας στην διερεύνηση της εφαρμογής δυο τεχνικών επεξεργασίας ξεχωριστά και σε συνδυασμό. Η πρώτη αφορά την εκτίμηση της στιγμιαίας συχνότητας ενός σήματος μέσω του τελεστή Teager-Kaiser [Maragos_1991] στοχεύοντας σε μια εναλλακτική στα προβλήματα συμβιβασμού της διακριτικής ικανότητας, στην υπολογιστική πολυπλοκότητα, στην ανίχνευση αρνητικών συχνοτήτων και στην εμφάνιση cross-terms άλλων κλασικών μεθόδων. Η δεύτερη που είναι η Empirical Mode Decomposition (EMD) [Huang_1998] αφορά την ανάλυση των δεδομένων σε συνιστώσες AM-FM μορφής καθοδηγούμενη από τα δεδομένα, για την ανάδειξη χαρακτηριστικών δεδομένων μη-στάσιμων και μη-γραμμικών διαδικασιών. Ο συνδυασμός των μεθόδων είναι η εύρεση του συχνοτικού περιεχομένου ενός σήματος με την χρήση του τελεστή Teager- Kaiser από τις επιμέρους συνιστώσες που έχουν προκύψει με την μέθοδο (EMD) και ονομάζεται μετασχηματισμός Teager-Huang και αποτελεί μια εναλλακτική δυνατότητα στην εύρεση του φάσματος ενός σήματος. Στα επόμενα κεφάλαια περιγράφουμε τα υπό εξέταση σήματα, τους μηχανισμούς καταγραφής τους, μια ανασκόπηση των βασικών επεξεργασιών που έχουν υποστεί και την ανάλυση στην οποία υποβλήθηκαν στα πλαίσια της συγκεκριμένης εργασίας. Έτσι στο κεφάλαιο 2 παρουσιάζουμε τα υπό ανάλυση σήματα, αναφέροντας τις διαδικασίες με τις οποίες προκύπτουν και τις διατάξεις μέτρησής τους. Στο κεφάλαιο 3 κάνουμε μια ανασκόπηση των τεχνικών επεξεργασίας των σημάτων γεωηλεκτρικού δυναμικού μέχρι σήμερα. Στα κεφάλαια 4, 5 και 6 αναφέρουμε το θεωρητικό υπόβαθρο, την πειραματική διαδικασία επεξεργασίας που ακολουθήθηκε και τα συμπεράσματα με την εφαρμογή του τελεστή Teager, της μεθόδου EMD και του μετασχηματισμού Teager-Huang αντίστοιχα που αποτελούν πρωτότυπη εφαρμογή στον χώρο των γεωφυσικών σημάτων. Στο κεφάλαιο 7 αναφερόμαστε σε επεξεργασία που έχει γίνει υποβοηθητικά ή συμπληρωματικά της επεξεργασίας των προηγούμενων κεφαλαίων. Για τα πειράματα των κεφαλαίων 4-7, αναφέρουμε το όνομα του script αρχείου που τα υλοποιεί εντός παρενθέσεων δίπλα στο όνομα του πειράματος. Ο σχετικός κώδικας μπορεί να βρεθεί στο συνοδευτικό CD της διπλωματικής εργασίας. Στο κεφάλαιο 8 καταλήγουμε με τα κύρια συμπεράσματα και ορισμένες κατευθύνσεις περαιτέρω επεξεργασίας ως επέκταση της τρέχουσας διπλωματικής.