基于提升小波的毫米波信号实时去噪*

实际信号处理系统中，信号采样间隔为100μs，处理器每次处理64个采样点，采用数据流方式，每次处理更新一个点。通用定点DSP可以在单指令周期完成加法、移位、乘法、乘加、判断及赋值运算。算法所需总的处理器指令周期数是上述运算次数的总和，即6841个指令周期。那么系统要求处理器的运算速度最低为6841/1e-4=68.41MIPS。若考虑其它控制指令的执行、信号的特征提取、目标识别及采用C语言编程时编译器的编译效率，则对处理器的运算速度要求更高，经实验，系统要求处理器最低运算速度为160MIPS。

美国TI公司的TMS320VC5509A型32位定点DSP具有运算速度快、精度高、编程灵活、功耗低、外设资源丰富、集成度高、体积小、外围电路简单等特点，其最高运算速度为200MIPS，可以满足3mm波段毫米波探测器的信号处理系统实时性及小型化的要求。本设计选用此款DSP构建了3mm波段毫米波探测器信号处理的硬件平台，系统框图如图3所示。

　　图3 信号处理系统框图

　　结语

通过比较9/7-F小波、CDF9/7小波、5/3小波在3mm波段毫米波探测器回波信号去噪中的效果及算法复杂度，选用运算只涉及整数加法和移位的整数5/3小波，具体分析了算法实现时对硬件平台处理速度的要求，选用TMS320VC5509A型DSP构建了探测器信号处理系统的硬件平台，并成功实现了回波信号实时去噪。经多次实验，此成果已应用于实际工程产品中。

参考文献：

[1] 李兴国.毫米波近感技术及其应用[M].北京:国防工业出版社，1991

[2] I.DAUBECHIES and W.SWELDNES.FACTING wavelet transforms into lifting steps.Trechnical report,Bell Laboratories,Lucent Technologies,1996

[3] KOICHI KUZUME, KOICHI NIIJIMA and SHIGERU TAKANO. FPGA-based lifting wavelet processor for real-time signal detection.Signal Processing, 2004,84:1931-1940

[4]A.R.CALDERBANK, I.DAUBECHIES, W.SWELDNES and BOON-LOCK YEO.WAVELET transforms that map integers to integers,Applied and Computational Harmonic Analysis,1998,5(3):332-369

[5] MICHAEL D.ADAMS and FAOUZI KOSSENTINI. Reversible integer-to-integer wavelet transforms for image compression:performance evaluation and analysis. IEEE Trans. Image Processing,2000,9(6):1010-1024

[6]李雪飞，毛玉星，何为等.提升小波和平滑滤波在心电信号快速滤波中的研究[J].生物医学工程学杂志，2008,25(1):191-195

[7]张学英.提升格式下几种去噪方法的比较[J].数学杂志,2006,26(6):701-705