Algorytm dyskretnej transformacji falkowej zoptymalizowany dla implementacji w mikrokontrolerze

• Autorzy: Bemke I.

Warianty tytułu

EN

Discrete Wavelet Transformation algorithm optimization for implementation in microcontrollers

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki. 1 KKE ; 10-12.06.2002 ; Dźwirzyno, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Najczęściej stosowane algorytmy dyskretnej transformacji falkowej (DWT) wymagają sporych mocy obliczeniowych i dużych ilości pamięci danych, same obliczenia natomiast wykonywane są na liczbach rzeczywistych. Nie można ich zatem bezpośrednio zastosować w mikrokontrolerach. Praca przedstawia propozycję optymalizacji algorytmu dyskretnej transformacji falkowej pod kątem implementacji w mikrokontrolerze 8-bitowym. Dokonano przyspieszenia DWT w celu uzyskania podstawowego algorytmu szybkiej transformacji falkowej (FWT), następnie dostosowano tak uzyskany algorytm do możliwości obliczeniowych mikrokontrolerów. Analizę problemu optymalizacji przeprowadzono zakładając, że dane zapisane są w formacie 16-bitowym oraz wykorzystywane są filtry typu FIR, których współczynniki są z góry zadane. Testy dokładności przeprowadzono dla znanych filtrów Daubechies oraz Symlet. W pracy podano szacunki wydajności i objętości kodu programu dla zaproponowanego algorytmu w przypadku implementacji w mikrokontrolerach rodziny AVR.

EN

Most often used Discrete Wavelet Transformation algorithms need high processor capacity, a lot of data memory and real numbers for computations. So it is impossible to use DWT immediately in microcontrollers. Article presents proposition of optimization of basic DWT algorithm for implementation in microcontrollers. First, Fast Wavelet Transformation algorithm has been designed; next FWT algorithm has been accommodated for capacity of microcontrollers. Proposed algorithm has been tested (simulated) for Daubechies and Symlet wavelets. Speed and size of code has been estimated for implementation in AVR microcontrollers.

Słowa kluczowe

PL

szybka transformacja falkowa; dyskretna transformata falkowa

EN

Fast Wavelet Transformation; discrete wavelet transform

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 43, nr 7/8
• Strony: 38--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bemke I.

• Katedra Miernictwa Elektronicznego, Wydział ETI PG,

Bibliografia

• 1. Angrisani L., Daponte P.: The detection of echoes from multilayer structures using the wavelet transform. IEEE Trans. On Instrumentation and Measurement, Vol. 49, No. 4, pp. 727-731.
• 2. Białasiewicz J. T.: Falki i aproksymacje. WNT Warszawa 2000.
• 3. Clouet J. F., Fouque J. P., Postel M.: Estimation local power spectral densities for non-stationary signal using wavelet transform. Mathematics and Computers in Simulations Vol. 38 (1995) pp. 183-188.
• 4. Dai Y.: The time-frequency analysis approach of electric noise based on the wavelet transform. Solid-State Electronics Vol. 44 (2000) pp. 2147-2153.
• 5. Eren L., Devaney M. J.: Motor bearing damage detection via wavelet analysis of the starting current transient. IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference Budapest, Hungary May 21-23, 2001.
• 6. Holmstorm M.: Paralelizing the Fast Wavelet Transform. Uppsala University, Department of Scientific Computing, Sweden, 1995.
• 7. Horodko L.: Wpływ typu falki na własności czasowo-częstotliwościowej reprezentacji niestacjonarnego sygnału. Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej, Nr 886, Elektryka, z. 98. Rok 2001.
• 8. Horodko L., Krytłowicz W.: Badania niestatecznej pracy sprężarki promieniowej i falkowa analiza uzyskanych sygnałów ciśnienia. Krajowy Kongres Metrologii, Politechnika Warszawska, 24-26 czerwca 2001.
• 9. Mao P. L., Aggarwal R. K.: A wavelet based decision making logic method for discrimination between internal faults and inrush currents in power transformers. Electrical Power and Energy Systems Vol. 22 (2000), pp. 389-395.
• 10. Savw H., Fleury M, Dowton A. C., Clark A. F.: Fast implementation of wavelet transform based on pipeline processor framing. IPA97 Conference Publication, No. 433, 15-17 July 1997.
• 11. Shark L. K.: Approach to wavelet transform implementation: wavelet-like filter banks. Electronics Letters, Vol. 33, No. 24, November 1997.
• 12. Wojtaszczyk P.: Teoria falek. PWN, Warszawa 2000.
• 13. Wysogląd B.: Zastosowanie Transformacji Falkowej do Identyfikacji uszkodzeń łożysk tocznych. V Krajowa Konferencja Naukowo Techniczna ,,Diagnostyka Procesów Przemysłowych”, Łągów Lubuski, 17-19 września 2001.
• 14. Yoon W. K., Devaney M. J.: Reactive Power Measurement Using the Wavelet Transform. IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement. Vol. 49, No. 2, April 2000, pp. 246-252.
• 15. Yoshida A., Ohue Y., Ishikawa H.: Diagnosis of tooth surface failure by wavelet transform of dynamic characteristics. Technology International Vol. 33, 2000, pp. 273-279.
• 16. Zhang J. Q., Yan Y.: A wavelet-based approach to abrupt fault detection and diagnostic of sensors. IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement, Vol. 50, No. 5, October 2001, pp. 1389-1396.