基于DSP的交通流信号小波分析.pdf

分类号：U491密级：公开
UDC：单位代码：10424

学位论文
基于DSP的交通流信号小波分析

王健健

申请学位级别：硕士学位专业名称：交通运输规划与管理
指导教师姓名：于师建职称：教授

山东科技大学
二零零八年六月
论文题目：

基于DSP的交通流信号小波分析

作者王健健入学2005年9月姓时名间：：
专业交通运输规划与管理研究交通规划与管理名方称：向：
的系统工程方法
指导于师建职称：教授教师：

论文2008年5月提交日期：
论文2008年6月答辩日期：
授予学位日期：
THEWAVELETANALYZINGFORTRAFFICFLOW
SIGNALBASEDONDSP

ADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeof

MASTEROFPHILOSOPHY

from

ShandongUniversityofScienceandTechnology

by

WangJianjian

Supervisor:ProfessorYuShijian

CollegeofInformationandElectricalEngineering
June2008
声明

本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公
认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于
其它任何学术机关作鉴定。

硕士生签名：

日期：

AFFIRMATION

Ideclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirements
fortheawardofDoctorofPhilosophyinShandongUniversityofScienceand
Technology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.The
documenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademic
institute.

Signature:

Date:
山东科技大学硕士学位论文摘要

摘要

本文主要进行了以下三个方面的研究工作，一是在小波多分辨率分析快速算法的基

础上，导出了小波快速算法的矩阵表达式；二是利用MATLAB对小波信号多尺度分解
提取低频系数和高频系数，消噪并重构；三是将小波快速算法在高速数字信号处理器

TMS320C5402芯片上运行，并在CCS开发环境下的软件仿真器（Simulator）中对实测
交通流信号进行分析处理。具体内容概括如下：
首先，通过介绍交通流这种特殊的波，道路交通流数据采集系统实际运行时，会有
一些异常值误导负荷预测模型的建立，影响预测结果的精确度及可靠性。因此，利用计
算机仿真的小波多分辨率分析是一种处理交通量的有效方法。在小波多分辨率分析的基

础上，详细分析了小波快速算法——Mallat算法。为了在计算机上实现Mallat算法，推
导出了适合于计算机高级语言编程的具有卷积运算和信号周期扩展特征的小波快速算法
矩阵表达式。

其次，利用MATLAB对离散的小波信号分解，提取多尺度小波变换的低频系数、
高频系数，并进行小波分解结构的低频或高频重构。得到交通流原始信号和三层分解的
各层分解系数图，各层分解系数的重构图及合成重构图以及消噪后重构的信号图。
最后，为了使小波快速算法在交通流信号处理中可行，选用了高速数字信号处理器

TMS320C5402芯片作为整个小波快速算法运算的核心部件。详细介绍了适合小波快速算
法的TMS320C5402芯片独特的硬件结构特点、特有的汇编指令系统和集成软件开发环
境（CCS2.0），并采用模块化的编程方法实现小波快速算法。在具有软件仿真器
（Simulator）的集成开发环境CCS2.0中运行小波快速算法，将运算结果与MATLAB运
算结果相比较知，二者完全相同。

以上研究表明，在TMS320C5402芯片上对交通流信号进行小波多分辨率分析，分
析处理，效率快、精度高，能够达到比较理想的效果。

关键词：交通流，交通波，小波分析，DSP，快速算法
山东科技大学硕士学位论文摘要

ABSTRACT

Thisthesismainlystudiesthreefollowingproblems.Firstistodeducematrixexpression
offastwaveletalgorithmbasedonwaveletmulti-resolutionanalysis.Thesecondisusing
MATLABt