CN104597764B

CN104597764B - 哈尔小波产生电路以及方法

Info

Publication number: CN104597764B
Application number: CN201410697213.4A
Authority: CN
Inventors: 丁斗章
Original assignee: Shanghai Dianji University
Current assignee: Shanghai Dianji University
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2017-06-16
Anticipated expiration: 2034-11-26
Also published as: CN104597764A

Abstract

本发明提供了哈尔(HAAR)小波产生电路以及方法，所述方法提供一微处理单元以生成脉冲、倍频脉冲、脉冲封锁信号和脉冲开放信号；提供一变换电路以接收脉冲、倍频脉冲、脉冲封锁信号和脉冲开放信号，并对所述多个信号进行信号变换之后输出多个哈尔子小波。与现有技术相比，本发明将哈尔小波与直流‑直流变换电路相结合，将哈尔小波与产生脉冲的微处理器相结合，根据哈尔小波的构成，组成生成哈尔小波的硬件电路。

Description

哈尔小波产生电路以及方法

技术领域

本发明涉及一种信号处理领域，尤其涉及一种哈尔(HAAR)小波产生电路以及方法。

背景技术

现有技术的哈尔(HAAR)小波一般由计算机软件(如MATLAB)仿真，没有实际硬件电路。因此实际系统中很少有HAAR小波硬件电路参与控制和信号处理。

此外，DC-DC变换电路的研究不断在取得进展，但尚未拓展到小波领域。

发明内容

本发明的目的是提出一种HAAR小波产生电路以及方法，其结合DC-DC变换电路以及微处理器，从硬件上实现了HAAR小波的产生，以便于实验室的研究和实际系统的应用。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种HAAR小波产生电路，其至少包括微处理单元以及变换单元，所述微处理单元包括多个输出端口，且所述多个输出端口用于输出多个不同的信号；所述变换单元用于接收所述微处理单元的输出信号，并对所述多个信号进行信号转换，以生成多个子小波。

优选地，所述微处理器包括但不限于微型计算机、单片机、可编程控制器、数字信号处理器等可生成脉冲、倍频脉冲、脉冲封锁信号和脉冲开放信号的电子装置。

优选地，所述变换电路为直流-直流变换器。

优选地，所述变换电路接收所述微处理器输出的基准电平，并将所述基准电平输出为第1子小波；所述变换电路接收所述微处理器输出的基准电平脉冲，并将所述基准电平脉冲输出为第2子小波；所述变换电路接收所述微处理器输出的倍频脉冲和后一个脉冲封锁信号，并将两者叠加再进行倍直流变换后输出为第3子小波；所述变换电路接收所述微处理器输出的倍频脉冲和前一个脉冲封锁信号，并将两者叠加再进行倍直流变换后输出为第4子小波；所述变换电路接收所述微处理器输出的双倍频脉冲和后三个脉冲封锁信号，并将两者叠加再进行2倍直流变换后输出为第5子小波；所述变换电路接收所述微处理器输出的双倍频脉冲和第二个脉冲开放信号，并将两者叠加再进行2倍直流变换后输出为第6子小波；所述变换电路接收所述微处理器输出的双倍频脉冲和第三个脉冲开放信号，并将两者叠加再进行2倍直流变换后输出为第7子小波；所述变换电路接收所述微处理器输出的双倍频脉冲和前三个脉冲封锁信号，并将两者叠加再进行2倍直流变换后输出为第8子小波。

本发明还提供一种哈尔小波产生方法，其至少包括：步骤1，提供一微处理单元以生成脉冲、倍频脉冲、脉冲封锁信号和脉冲开放信号；步骤2，提供一变换电路以接收脉冲、倍频脉冲、脉冲封锁信号和脉冲开放信号，并对所述多个信号进行信号变换之后输出多个哈尔子小波。

优选地，前述步骤2进一步包括将基准电平输出为第1子小波；将基准电平脉冲输出为第2子小波；将倍频脉冲和后一个脉冲封锁信号叠加再进行倍直流变换后输出为第3子小波；将倍频脉冲和前一个脉冲封锁信号叠加再进行倍直流变换后输出为第4子小波；将双倍频脉冲和后三个脉冲封锁信号叠加再进行2倍直流变换后输出为第5子小波；将双倍频脉冲和第二个脉冲开放信号叠加再进行2倍直流变换后输出为第6子小波；将双倍频脉冲和第三个脉冲开放信号叠加再进行2倍直流变换后输出为第7子小波；将双倍频脉冲和前三个脉冲封锁信号叠加再进行2倍直流变换后输出为第8子小波。

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。

附图说明

图1所示为本发明一个实施例的HAAR小波产生电路的结构示意图；

图2所示为本发明一个实施例的具有8个子小波的HAAR小波的波形图。

具体实施方式

以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、流程、元件和设备未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

图1所示为本发明一个实施例的HAAR小波产生电路的结构示意图。如图所示，本实施例的HAAR小波产生电路包括微处理单元10以及变换电路12。

所述微处理单元10包括多个输出端口，且所述多个输出端口进一步输出多个不同的信号。具体而言，在本实施例中，所述微处理单元10用于产生基准电平，也即母小波(又称第1子小波)，并自其一个输出端口输出该第1子小波。所述微处理单元10可以是微型计算机、单片机、可编程控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)等可生成脉冲、倍频脉冲、脉冲封锁信号和脉冲开放信号的电子装置。

进一步地，所述变换电路12为直流-直流(DC-DC)变换器。

具有8个子小波的HAAR小波的波形图如图2所示。

HAAR小波由母小波伸缩平移后形成。

II、微处理器产生第2子小波——正负脉冲，幅度各为基准电平。

III、微处理器产生第3、4子小波——第2子小波的正负脉冲的倍频脉冲。

先由相关脉冲封锁信号封锁其中的有关脉冲，再用倍DC-DC变换电路实现信号幅度的倍变换。(参见图2)。

IV、微处理器产生第5、6、7、8子小波——相应第3、4子小波的正负脉冲的倍频脉冲。先由相关脉冲封锁信号封锁其中的有关脉冲，再用2倍DC-DC变换电路实现信号幅度的2倍(基准电平的2倍)变换。(参见图2)。

V、上述为8个子小波的HAAR小波硬件电路构成方法。

然而，本领域技术人员应当了解的是，本发明不限于前述实施例的8个子小波的HAAR小波硬件电路，在本发明的另一个实施例中，例如要构成16个子小波的HAAR小波，则由微处理器产生第5、6、7、8子小波的倍频脉冲，封锁有关的脉冲，再用DC-DC变换电路实现信号幅度的倍变换，生成后面的8个子小波，即伸缩和平移形成小波。为图面清晰起见没有在图1、图2中画出。以此类推，要构成32、64个等子小波的HAAR小波，可采用类似的方法或者电路获得。

综上所述，本发明将HAAR小波与DC-DC变换电路相结合，将HAAR小波与产生脉冲的微处理器相结合，根据HAAR小波的构成，组成生成HAAR小波的硬件电路，藉此HAAR小波不再仅由计算机软件进行仿真。根据本发明生成HAAR小波的硬件电路可以用于实验室研究对象和实际系统的控制与信号处理。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法所示的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上文具体实施方式和附图仅为本发明之常用实施例。显然，在不脱离权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露之实施例仅用于说明而非限制，本发明之范围由后附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前之描述。

Claims

1.一种哈尔小波产生电路，其特征在于，所述哈尔小波产生电路包括微处理单元以及变换电路，所述微处理单元包括多个输出端口，用于输出多个不同的信号；所述变换电路接收所述微处理单元输出的多个不同信号，并对所述多个不同信号进行信号变换之后输出多个哈尔子小波；

所述微处理单元为微型计算机、单片机、可编程控制器或者数字信号处理器，其能够生成脉冲、倍频脉冲、脉冲封锁信号和脉冲开放信号；

所述变换电路接收所述微处理单元输出的基准电平，并将所述基准电平输出为第1子小波；

所述变换电路接收所述微处理单元输出的基准电平脉冲，并将所述基准电平脉冲输出为第2子小波；

所述变换电路接收所述微处理单元输出的倍频脉冲和后一个脉冲封锁信号，并将两者叠加再进行倍直流变换后输出为第3子小波；

所述变换电路接收所述微处理单元输出的倍频脉冲和前一个脉冲封锁信号，并将两者叠加再进行倍直流变换后输出为第4子小波。

2.根据权利要求1所述的哈尔小波产生电路，其特征在于，所述变换电路为直流-直流变换器。

3.根据权利要求1所述的哈尔小波产生电路，其特征在于：

所述变换电路接收所述微处理单元输出的双倍频脉冲和后三个脉冲封锁信号，并将两者叠加再进行2倍直流变换后输出为第5子小波；

所述变换电路接收所述微处理单元输出的双倍频脉冲和第二个脉冲开放信号，并将两者叠加再进行2倍直流变换后输出为第6子小波；

所述变换电路接收所述微处理单元输出的双倍频脉冲和第三个脉冲开放信号，并将两者叠加再进行2倍直流变换后输出为第7子小波；

所述变换电路接收所述微处理单元输出的双倍频脉冲和前三个脉冲封锁信号，并将两者叠加再进行2倍直流变换后输出为第8子小波。

4.根据权利要求3所述的哈尔小波产生电路，其特征在于，所述微处理单元产生第5、6、7、8子小波的倍频脉冲，封锁有关的脉冲，再由所述变换电路进行倍直流变换，生成后面的第9至第16个子小波。

5.一种哈尔小波产生方法，其特征在于，所述哈尔小波产生方法至少包括：

步骤1，提供一微处理单元以生成脉冲、倍频脉冲、脉冲封锁信号和脉冲开放信号；

步骤2，提供一变换电路以接收脉冲、倍频脉冲、脉冲封锁信号和脉冲开放信号，并对上述多个信号进行信号变换之后输出多个哈尔子小波；

所述步骤2进一步包括：

将基准电平输出为第1子小波；

将基准电平脉冲输出为第2子小波；

将倍频脉冲和后一个脉冲封锁信号叠加再进行倍直流变换后输出为第3子小波；

将倍频脉冲和前一个脉冲封锁信号叠加再进行倍直流变换后输出为第4子小波。

6.根据权利要求5所述的哈尔小波产生方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括：

将双倍频脉冲和后三个脉冲封锁信号叠加再进行2倍直流变换后输出为第5子小波；

将双倍频脉冲和第二个脉冲开放信号叠加再进行2倍直流变换后输出为第6子小波；

将双倍频脉冲和第三个脉冲开放信号叠加再进行2倍直流变换后输出为第7子小波；

将双倍频脉冲和前三个脉冲封锁信号叠加再进行2倍直流变换后输出为第8子小波。

7.根据权利要求6所述的哈尔小波产生方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括：由微处理单元产生第5、6、7、8子小波的倍频脉冲，封锁有关的脉冲，再进行倍直流变换，生成后面的第9至第16个子小波。