ウェーブレット変換の逆散乱問題への応用に関する研究

小波变换在逆散射问题中的应用研究

• 批准号: 06855050
• 负责人: 西本 昌彦
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06855050/
• 关键词: ウェーブレット; 時間周波数解析; 多重解像度解析; 逆散乱問題

本研究は,物体からの散乱波をウェーブレット変換を用いて分析し,時間-周波数分布の特性から物体の情報をどの程度得ることができるかを検討することを目的として行った。研究では,まず,代表的な形状の物体(柱状導体,柱状誘電体,球等)について散乱断面積の周波数特性を広帯域に渡って計算し,次に,得られた周波数特性に連続ウェーブレット変換を施し,時間-周波数分布図を作成した。マザ-ウェーブレットとしてはMexican hat及びMorlet型ウェーブレットを用いた。このようにして得られた結果を基に,時間-周波数分布図から散乱中心の同定,および物体固有の外部共振周波数の抽出がどの程度可能かの検討を行った。1.ウェーブレット変換によって,散乱中心の同定が可能かどうかについての検討ウェーブレット変換では,高周波成分に対して時間分解能が高いため,パルスの時間遅れの計算精度が高く,散乱中心の同定にかなり有効であることが示された。特に,Mexican hatを用いた場合は時間分解能が高く,良好な分析結果が得られることが明らかとなった。2.外部共振周波数をどの程度の精度で求めることができるかについての検討Mexican hat及びMorlet型ウェーブレットのいずれを用いた場合でも,導体柱や球の外部共振周波数の抽出はほとんど困難であった。これは,ウェーブレット変換が周波数分解能を犠牲にして時間分解能を向上させているという,ウェーブレット変換の本質を如実に反映した結果であり,ウェーブレット変換の弱点といえる。一方,対象とした散乱体が空洞共振等の鋭い共振構造を有していないことも大きな理由の一つといえる。しかし,逆に言えば,共振構造を有している散乱体の同定に対してはウェーブレット変換は有効とも考えられる。結局,ウェーブレット変換を用いた時間-周波数分布の特性解析により,散乱中心の同定はかなり精度よく行うことができるが,外部共振周波数の抽出に対しては難しいということが明らかにできた。

This study aims to analyze the characteristics of time-frequency distribution of scattered waves and the degree of information about objects. In this paper, we study the calculation of the frequency characteristics of scattered cross-section area of objects with different shapes (columnar conductors, columnar inductors, spheres, etc.) in the frequency domain, and then obtain the time-frequency distribution of the frequency characteristics of objects with different shapes. The Mexican hat and Morlet type are used. The time-frequency distribution of the scattering center is constant, and the extraction of the inherent external resonance frequency of the object is possible. 1. It is possible to change the identity of the scattered center, and the time decomposition of the high frequency component is high, and the calculation accuracy of the scattered center is high. In particular, the Mexican hat is used in the case of high time resolution, good analysis results are obtained. 2. The accuracy of the external resonance cycle number is difficult to extract when the Mexican hat and Morlet type are used. This is the result of the analysis of the frequency decomposition energy, the time decomposition energy and the nature of the transformation. On the one hand, the image is scattered, the cavity resonance is sharp, and the resonance structure is sharp. The resonance structure has the same stability as the scattered body. Finally, it is difficult to extract the number of external resonance cycles from the time-frequency distribution of scattered centers.

项目成果

西本昌彦: "ウェーブレット変換のパルス応答解析への適用" 電気関係学会九州支部連合会大会論文集. 630-630 (1994)

Masahiko Nishimoto：“小波变换在脉冲响应分析中的应用”日本九州电气工程师联合会会议记录 630-630 (1994)。

西本昌彦: "ウェーブレット変換の電磁波散乱現象解析への適用" 電気学会電磁界理論研究会資料. EMT-94-85. 37-46 (1994)

Masahiko Nishimoto：“小波变换在电磁波散射现象分析中的应用”IEEJ 电磁场理论研究组材料。 ​​EMT-94-85 (1994)。