全光纖安防系統(tǒng)的模式識別研究.pdf

1、全光纖安防系統(tǒng)是分布式干涉型的光纖擾動定位和傳感防衛(wèi)系統(tǒng)，能夠獲取被測區(qū)域空間和時間的變化，具有現(xiàn)場無源、抗電磁干擾、抗腐蝕、極高的靈敏度和監(jiān)測范圍大等特點。對檢測的光纖擾動信號進(jìn)行及時準(zhǔn)確的識別對于保障保護(hù)區(qū)域安全有著重要意義。
　　本文以光纖擾動信號為研究對象，研究信號模式識別方法。
　　首先介紹了小波去噪法和譜相減去噪法，通過實驗給出兩種去噪方法的適用環(huán)境；其次重點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)計方法：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機；最后使用構(gòu)建的模式識別系統(tǒng)對實際光纖擾動信號模式識別。
　　在特征提取部分，論文詳細(xì)介紹了三種時頻聯(lián)合分析方法，進(jìn)行了理論分析和仿真實驗。對信號進(jìn)行5層小波包分解，將分解系數(shù)重構(gòu)來構(gòu)造32維特征向量的小波包能量特征提取方法；對信號進(jìn)行希爾伯特-黃變換，計算希爾伯特譜，再

3、對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；將信號進(jìn)行雙譜估計，將第一象限雙譜絕對值按頻率點加和，構(gòu)造128維的雙譜特征。
　　在分類器設(shè)計部分，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)；在支持向量機理論方面介紹了一對一(OAO)、一對多(OAA)、有向無環(huán)圖(DAG)、非平衡二叉樹(NBBT)策略下的多類支持向量機；并且提出一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與支持向量機策略相結(jié)合的分類器設(shè)計方式，得到實驗驗證。