基本信息
書名:Wavelets in Engineering Applications
定價:78.00元
作者:Luo Gaoyong
齣版社:科學齣版社
齣版日期:2014-07-01
ISBN:9787030410092
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:32開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
內容提要
目錄
CONTENTS
PREFACE
Chapter 1 WAVELET TRANSFORMS IN SIGNAL PROCESSING1 Introduction1
1.1 The continuous wavelet transform2
1.2 The discrete wavelet transform3
1.3
1.4 The heisenberg uncertainty principle and time-frequency depositions5
1.5 Multi-resolution analysis5
1.6 Some important properties of wavelets6
1.6.1 Compact support 6
Rational coe.cients 6
1.6.2
1.6.3 Symmetry 6
Smoothness 6
1.6.4
1.6.5 Number of vanishing moments 7
1.6.6 Analytic expression 7
1.7 Current fast WT algorithms7
1.7.1 Orthogonal wavelets 7
1.7.2 Semiorthogonal (nonorthogonal) wavelets 8
1.7.3 Biorthogonal wavelets 8
1.7.4 Wavelet packets 9
Harmonic wavelets9
1.7.5
Discussion9
1.8 REFERENCES10
Chapter 2 SYSTEM MODELLING12
Introduction12
2.1
2.2 The underlying principle of Fourier harmonic analysis13
2.3 Autocorrelationwaveletalgorithm14
2.4 Vibration model selection with FT and autocorrelation wavelet algorithm16
2.5 Coe.cients estimation with least-squares algorithm17
Results and discussion19
2.6
2.7 Conditionmonitoringofbearing23
2.8 Concluding remarks28
REFERENCES28
Chapter 3 CONDITION MONITORING 30
3.1 Wavelet analysis30
3.2 Filterdesignandfastcontinuouswaveletalgorithm32
3.3 Small defect detection of bearing37
3.3.1 Speci.c frequency ranges monitoring 39
3.3.2 Signi.cant and natural frequencies monitoring 39
3.4 Concluding remarks41
REFERENCES42
Chapter 4 PROCESS CONTROL43
Introduction43
4.1
4.2 Vibration and surface quality44
4.2.1 Theoretical calculation of surface quality 44
4.2.2 Vibration during machining 46
4.3 Adaptive spline wavelet algorithm 47
4.3.1 Battle-Lemari′e wavelet .lter design 47
4.3.2 Arbitrary .ne time-scale representation 49
4.3.3 Adaptive frequency resolution deposition 51
4.4 Methodologyofexperiment53
Results and discussions55
4.5
4.5.1 Experimental results 55
Discussions 63
4.5.2
4.6 Concluding remarks64
REFERENCES65
Chapter 5 VIBRATION ANALYSIS 67
Introduction67
5.1
5.2 Machining process vibration68
5.3 Wavelet algorithm with cross-correlation69
5.4 Experimentalset-up71
5.5 Experimental results73
Discussion77
5.6
5.7 Concluding remarks79
REFERENCES80
Chapter 6 AUDIO CODING 82
Introduction82
6.1
6.2 DSP Implantation of lifting wavelet transform 84
6.3 Embedded coding and error resilience88
6.4 Results of experiment and simulation91
Conclusions93
6.5 REFERENCES94
Chapter 7 IMAGE QUALITY MEASUREMENT 96
Introduction96
7.1
7.2 Waveletanalysisandtheliftingscheme98
7.3 Image quality evaluation102
7.3.1 Image noise analysis 104
7.3.2 Image sharpness analysis105
7.3.3 Image brightness analysis 106
7.3.4 Image contrast analysis 106
7.3.5 Image MTF analysis 107
7.3.6 Image quality quanti.cation and classi.cation 107
7.3.7 Optimisation of weighting coe.cients 108
7.4 Experimental results and discussions110
Conclusions118
7.5 REFERENCES119
Chapter 8 IMAGE DENOISING 121
Introduction121
8.1
8.2 Fast lifting wavelet analysis123
8.3 Noise reduction with wavelet thresholding and derivative .ltering127 General noise reduction 127
8.3.1 Fine noise reduction 128
8.3.2
8.4 Experimental results and discussions131
Conclusions135
8.5 REFERENCES135
Chapter 9 WIRELESS POSITIONING 138
Introduction138
9.1
9.2 Wavelet notch .lter design140
9.3 System model and narrowband interference detection145
9.4 Experimental results and discussions147
Conclusions155
9.5
REFERENCES155
Chapter 10 POWER LINE MUNICATIONS157
Introduction157
10.1
10.2 Multicarrier spread spectrum system162
10.3 Carrier frequency error estimation and pensation169
10.4 Time-frequency analysis of noise170
10.5 Noise detection and .ltering175
10.6 Experimental results and discussions178
Conclusions183
10.7 REFERENCES184
作者介紹
文摘
序言
這本書就像一座精心打造的橋梁,連接瞭高深的數學理論和小波在實際工程中的落地應用。作為一名長期從事研發工作的工程師,我深切體會到,理論知識如果不能有效地轉化為解決實際問題的工具,其價值將大打摺扣。而《Wavelets in Engineering Applications》正是這樣一本能夠將理論與實踐無縫銜接的書籍。作者以一種非常直觀的方式,循序漸進地介紹瞭小波變換的核心概念。我尤其喜歡書中對不同小波基函數的分類和比較,以及它們在特定工程問題中的適用性分析。例如,作者詳細對比瞭不同尺度和移位參數的選擇對信號分析結果的影響,並給齣瞭具體的指導原則。我曾在我的一個項目中,對如何選擇最優的小波基函數感到睏惑,這本書為我提供瞭清晰的思路和可行的解決方案。更重要的是,書中為我打開瞭新的視野,讓我看到瞭小波變換在許多我之前未曾考慮過的工程領域中的巨大潛力。例如,書中關於小波在異常檢測方麵的應用,讓我瞭解到如何利用小波係數的時頻特性來識彆數據中的突變和異常模式,這對於我正在研究的設備狀態監測係統非常有啓發。作者在書中還深入探討瞭小波在信號去噪和增強方麵的技術,並提供瞭一係列實用的算法和技巧。我曾嘗試應用書中介紹的小波閾值去噪方法,來處理我遇到的高噪聲信號,效果顯著,不僅去除瞭大部分噪聲,還很好地保留瞭信號的細節信息。這本書的深度和廣度都給我留下瞭深刻的印象,它不僅為我提供瞭解決當前問題的方案,更讓我對未來的研究方嚮有瞭更清晰的規劃。
評分這本書簡直是為我量身定做的!我一直對小波在工程領域的應用充滿好奇,但市麵上很多書籍要麼過於理論化,要麼應用案例不夠全麵。直到我遇到《Wavelets in Engineering Applications》,我纔找到瞭那個完美的結閤點。作者的寫作風格非常接地氣,他沒有迴避小波變換的數學本質,但更側重於將這些數學工具轉化為解決實際工程問題的利器。我最欣賞的是書中對不同工程領域的案例分析,從機械工程的故障診斷,到材料科學的無損檢測,再到通信工程的信號壓縮,這些案例都非常貼近現實,並且詳細地闡述瞭小波變換在其中發揮的關鍵作用。舉個例子,在關於機械故障診斷的章節,作者詳細介紹瞭如何利用小波能量譜來識彆設備運行中的異常振動模式,這種方法比傳統的頻譜分析更能捕捉到瞬時和非平穩的信號特徵,從而提前預警潛在的故障。他不僅僅是列舉瞭應用,更深入地分析瞭為什麼小波在這種場景下錶現齣色,比如其多分辨率分析的特性,能夠同時關注信號的頻率和時間信息。另外,書中關於小波在圖像去噪和增強方麵的討論也令我印象深刻。作者通過對比不同小波變換算法在去除圖像噪聲的同時保留邊緣細節的能力,為工程師們提供瞭寶貴的指導。我特彆喜歡書中使用的大量圖示和錶格,它們將復雜的概念和數據清晰地呈現齣來,極大地提高瞭閱讀效率。我曾嘗試將書中的一些方法應用到我正在處理的一個項目中,效果齣奇地好,顯著提升瞭數據的信噪比,讓我能夠更準確地提取關鍵信息。這本書不僅僅是一本教科書,更像是一個經驗豐富的導師,一步步引導我理解和掌握小波技術在工程實踐中的強大力量。
評分這本《Wavelets in Engineering Applications》真的是一本我相見恨晚的書。作為一名在工程領域摸爬滾打多年的工程師,我一直對如何更有效地處理和分析信號感到頭疼。傳統的傅裏葉變換在處理非平穩信號時顯得力不從心,而小波變換一直是我心目中一個強大但難以駕馭的工具。直到我遇到瞭這本書,我纔真正體會到小波的精妙之處。作者的寫作風格非常獨特,他沒有直接堆砌復雜的數學公式,而是從工程中最實際的問題齣發,比如如何從嘈雜的數據中提取有用的信息,如何對瞬態信號進行精確的定位和分析。書中對小波變換在不同工程應用中的詳細闡述,讓我大開眼界。例如,在關於振動信號分析的章節,作者展示瞭如何利用小波變換來識彆機械設備中的微小故障,這種方法能夠捕捉到故障早期産生的微弱信號,從而實現提前預警。他不僅講解瞭理論,更提供瞭具體的算法實現和代碼示例,這對於我這樣實踐型工程師來說,簡直是福音。我曾嘗試將書中介紹的小波去噪算法應用到我處理的一批高噪聲數據上,結果非常驚人,數據的質量得到瞭極大的提升,而且關鍵的特徵信息得到瞭很好的保留。這本書的價值在於,它不僅僅是一本技術手冊,更是一本激發創新思維的寶典。它讓我看到瞭小波變換在解決我工作中遇到的各種挑戰中的巨大潛力,並為我提供瞭堅實的理論基礎和實用的實踐指導。
評分我必須承認,在閱讀《Wavelets in Engineering Applications》之前,我對小波變換的理解僅限於一些模糊的理論概念,總覺得它遙不可及。然而,這本書徹底改變瞭我的認知。作者以一種極其巧妙的方式,將小波變換這一強大的工具,與工程師們在實際工作中遇到的各種挑戰緊密地聯係起來。我最欣賞的是書中對不同工程領域的深入探討,從機械工程的故障診斷,到航空航天領域的結構健康監測,再到生物醫學信號的處理,每一個案例都讓我看到瞭小波變換的無限潛力。例如,在關於機械故障診斷的章節,作者詳細介紹瞭如何利用小波能量譜來識彆設備運行中的異常振動模式,這種方法比傳統的頻譜分析更能捕捉到瞬時和非平穩的信號特徵,從而實現早期預警。他不僅僅是羅列瞭應用,更深入地分析瞭為什麼小波在這種場景下錶現齣色,比如其多分辨率分析的特性,能夠同時關注信號的頻率和時間信息。我曾經嘗試將書中的方法應用到我正在處理的一個項目中,效果齣奇地好,顯著提升瞭數據的信噪比,讓我能夠更準確地提取關鍵信息。這本書的優點在於,它在理論深度和實踐應用之間找到瞭一個絕佳的平衡點,既能滿足有一定數學基礎的讀者,也能讓初學者快速入門。它已經成為我案頭常備的一本參考書,當我遇到工程上的難題時,總能從中找到靈感和解決方案。
評分這本書,如同一位經驗豐富的嚮導,帶領我在小波變換的奇妙世界裏進行瞭深度探索。我一直對小波變換在解決工程領域復雜問題上的潛力感到著迷,但苦於缺乏係統性的指導。《Wavelets in Engineering Applications》恰好填補瞭這一空白。作者的寫作風格非常獨特,他沒有一開始就用艱深的數學語言壓倒讀者,而是從工程實踐中最常見的問題入手,逐步引齣小波變換的概念和優勢。我尤其贊賞書中對不同工程應用場景的細緻講解,從機械工程的故障診斷,到航空航天領域的信號處理,再到地質勘探中的數據分析,每一個案例都極具說服力,並且詳細地闡述瞭小波變換如何在其中發揮關鍵作用。比如,在機械故障診斷的章節,作者展示瞭如何利用小波變換的局部化特性,來識彆設備運行中短暫但重要的異常信號,這種方法比傳統的傅裏葉分析更能準確地捕捉到故障的發生時機和性質。他不僅僅是羅列瞭應用,更深入地分析瞭為什麼小波在這種場景下錶現齣色,比如其多分辨率分析的特性,能夠同時關注信號的頻率和時間信息。我嘗試將書中介紹的算法應用到我的一個項目中,效果齣奇地好,顯著提升瞭數據的信噪比,讓我能夠更準確地提取關鍵信息。這本書的價值在於,它不僅僅是傳遞知識,更是在培養一種解決問題的思維方式。它讓我不再僅僅滿足於錶麵的數據分析,而是開始思考信號背後隱藏的深層信息,並能夠巧妙地利用小波工具去挖掘它們。
評分我想說,《Wavelets in Engineering Applications》這本書,絕對是我近年來閱讀過的最令人興奮的技術書籍之一。我一直對小波變換在工程領域內的應用充滿熱情,但市麵上很多書籍要麼過於枯燥乏味,要麼案例不夠豐富。這本書則完全不同,它以一種充滿活力的、引人入勝的方式,將小波的魅力展現得淋灕盡緻。作者的寫作風格非常獨特,他能夠將復雜的數學原理,用通俗易懂的語言進行解釋,並且通過大量生動的工程案例,將抽象的概念具體化。我特彆喜歡書中關於小波在圖像處理方麵的應用,從圖像去噪到邊緣檢測,再到圖像壓縮,每一個章節都充滿瞭實用價值。例如,作者在介紹小波在圖像去噪方麵的應用時,不僅解釋瞭其原理,還展示瞭不同小波變換算法在去除噪聲的同時,對圖像細節的保護能力。我曾嘗試將書中介紹的算法應用到我的一個項目中,結果非常令人滿意,圖像的信噪比得到瞭顯著提升,同時細節也得到瞭很好的保留。此外,書中關於小波在信號分析和特徵提取方麵的論述,也讓我受益匪淺。我經常需要從復雜的信號中提取有用的信息,而小波變換的多分辨率分析能力,為我提供瞭強大的工具。作者在書中詳細介紹瞭如何利用小波係數來提取信號的局部特徵,並給齣瞭具體的工程應用案例。這本書的真正價值在於,它不僅能夠教會你如何使用小波變換,更能激發你對這個領域的興趣,並鼓勵你去探索更多的可能性。
評分一本讓人驚喜連連的書,我是在參加一個關於信號處理的研討會後,無意中被推薦瞭這本書,當時我對小波變換這個概念還停留在模糊的理論層麵,覺得它很高深莫測,離我的工程實踐似乎有些遙遠。然而,翻開《Wavelets in Engineering Applications》這本書,我立刻被其清晰的邏輯和生動的案例所吸引。作者並沒有一開始就陷入復雜的數學推導,而是從工程中實際遇到的問題齣發,比如如何在noisy(有噪聲的)數據中提取有用信息,如何對非平穩信號進行有效分析,這些都是我在日常工作中經常碰到的難題。書中的第一部分,作者用通俗易懂的語言,結閤工程領域的具體情境,解釋瞭小波變換的核心思想,以及它為何比傳統的傅裏葉變換在處理局部化信息方麵更具優勢。我尤其喜歡書中對不同類型小波的介紹,例如Haar小波、Daubechies小波等,並解釋瞭它們各自適用於哪些工程場景,這種“知其然,更知其所以然”的講解方式,讓我對小波變換有瞭更深入的理解。接著,書中開始深入探討小波在具體工程應用中的實踐,從圖像處理中的去噪、壓縮,到振動分析中的故障診斷,再到醫學信號處理中的特徵提取,每一個章節都充滿瞭實際的價值。作者不僅提供瞭理論基礎,更重要的是,他展示瞭如何將這些理論轉化為可操作的工程解決方案,書中包含瞭很多代碼示例和僞代碼,雖然我不是一個代碼專傢,但這些示例的直觀性,幫助我快速理解瞭算法的實現細節,並激起瞭我嘗試在自己的項目中應用小波技術的興趣。這本書的優點在於,它在理論深度和實踐應用之間找到瞭一個絕佳的平衡點,既能滿足有一定數學基礎的讀者,也能讓初學者快速入門。我常常在工作之餘,翻閱其中的某一章節,解決我遇到的某個具體問題,或者學習一種新的分析方法,它已經成為我案頭常備的一本參考書。
評分我必須說,《Wavelets in Engineering Applications》這本書,是我近年來閱讀過的最深刻、最有啓發性的工程技術讀物之一。在我的職業生涯中,我接觸過許多關於信號處理的書籍,但很多都停留在理論層麵,缺乏實際的工程指導意義。這本書則完全不同,它以一種非常接地氣的方式,將小波變換這一強大的數學工具,與工程師們在實際工作中所麵臨的各種挑戰緊密地聯係起來。我最欣賞的是書中對不同工程領域的深入剖析,從材料科學的無損檢測,到通信工程的信號壓縮,再到醫療影像的處理,每一個案例都讓我看到瞭小波變換的強大應用能力。例如,在材料科學的無損檢測章節,作者詳細介紹瞭如何利用小波分析來檢測材料中的微小缺陷,這種方法能夠捕捉到缺陷産生初期信號的微弱變化,從而實現早期預警。書中對小波分解和重構過程的講解,以及如何通過選擇閤適的小波基函數來優化分析結果,都讓我對小波變換有瞭更深刻的認識。此外,書中關於小波在數據壓縮方麵的介紹也讓我大開眼界。在處理海量數據時,如何有效地壓縮數據,同時又不損失關鍵信息,是一個重要的課題。作者通過講解小波變換在圖像和音頻壓縮中的應用,展示瞭其卓越的性能。我曾嘗試將書中的壓縮算法應用到我的數據存儲方案中,效果顯著,大大節省瞭存儲空間。這本書最大的優點在於,它不僅僅是一個理論的講解,更是一個實踐的指南。它為工程師們提供瞭一個堅實的理論基礎,以及一係列可供參考的應用方案,讓我能夠更有信心地去探索小波變換在我的工作中的潛力。
評分我可以說,《Wavelets in Engineering Applications》這本書,是我近年來讀過的最實用的工程技術書籍之一。在我的職業生涯中,我接觸過不少關於信號處理的著作,但它們要麼過於理論化,缺乏實際指導意義,要麼應用案例過於單一,難以觸類旁通。這本書則恰恰彌補瞭這些不足。作者非常巧妙地將小波變換這一強大的數學工具,與工程師們在實際工作中遇到的各種挑戰聯係起來。我尤其欣賞書中對不同工程領域應用的深入剖析,從航空航天領域的結構健康監測,到環境工程中的水質分析,再到生物醫學工程中的腦電圖(EEG)信號處理,這些案例都非常具有代錶性,並且詳細地闡述瞭小波變換如何在這些領域發揮關鍵作用。例如,在結構健康監測的章節,作者展示瞭如何利用小波分析來檢測結構材料中的微小裂紋,這種方法能夠捕捉到裂紋産生初期信號的微弱變化,從而實現早期預警。書中對小波分解和重構過程的講解,以及如何通過選擇閤適的小波基函數來優化分析結果,都讓我對小波變換有瞭更深刻的認識。此外,書中關於小波在數據壓縮方麵的介紹也讓我大開眼界。在處理海量數據時,如何有效地壓縮數據,同時又不損失關鍵信息,是一個重要的課題。作者通過講解小波變換在圖像和音頻壓縮中的應用,展示瞭其卓越的性能。我曾嘗試將書中的壓縮算法應用到我的數據存儲方案中,效果顯著,大大節省瞭存儲空間。這本書最大的優點在於,它不僅僅是一個理論的講解,更是一個實踐的指南。它為工程師們提供瞭一個堅實的理論基礎,以及一係列可供參考的應用方案,讓我能夠更有信心地去探索小波變換在我的工作中的潛力。
評分坦白說,一開始我拿到《Wavelets in Engineering Applications》這本書時,心裏是有些忐忑的。小波變換這個概念,對於我這樣的非數學專業背景的工程師來說,一直感覺是“高山仰止”,深怕自己無法理解其中的奧秘。然而,這本書的齣現,徹底顛覆瞭我的看法。作者以一種極其平緩、循序漸進的方式,將原本復雜的數學理論,巧妙地融入到一係列生動有趣的工程應用場景中。我喜歡他從最基礎的“為什麼需要小波”開始講起,通過對比傅裏葉變換的局限性,來凸顯小波變換在處理非平穩信號、局部特徵提取方麵的獨特優勢。書中關於小波在信號去噪方麵的論述,讓我豁然開朗。我之前處理的信號總是充斥著各種噪聲,想方設法去噪,但往往會丟失重要的信息。這本書提供瞭基於小波閾值去噪的係統性方法,作者詳細介紹瞭不同閾值選擇策略的優劣,以及如何根據信號的特點來選擇最閤適的小波基和分解層數。我甚至發現,書中提供的代碼示例,雖然不直接是我的開發語言,但其邏輯清晰,讓我能夠很快地將其移植到我的實際項目中。另一個讓我受益匪淺的部分是關於小波在特徵提取方麵的應用。在我的工作中,經常需要從大量的傳感器數據中提取齣代錶性的特徵,以便進行模式識彆或故障診斷。這本書介紹瞭幾種基於小波係數統計量(如能量、熵)的特徵提取方法,並給齣瞭具體的工程案例,這極大地拓寬瞭我的思路,讓我能夠設計齣更有效的特徵提取方案。這本書最大的價值在於,它不僅僅是傳授知識,更是在培養一種解決問題的思維方式。讀完這本書,我不再僅僅滿足於錶麵的數據分析,而是開始思考信號背後隱藏的深層信息,並能夠巧妙地利用小波工具去挖掘它們。
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