DataDemon-时频分析解决方案

2019-05-17 12:14

Do More, With Less.

DataDemon-时频分析解决方案

随着科技迅速发展,讯号分析处理者面临的是日趋庞大的计算数据量,和越来越复杂的仿真模式。如何缩短开发时间、节省研究经费、又能实现高效能、高弹性的运算平台供后续研究使用便越来越重要。 DynaDx提出DataDemon-时频分析解决方案,以组件组合的设计概念,免除繁杂程序写作方式,提供讯号处理的可视化控制组件,让处理讯号分析的过程就像拼组模型一般,使用者可依据自己的构想去组合出更多元之讯号分析呈现。不再需要从头撰写繁杂的程序代码便能使用各种讯号处理的算法,也不必将时间花在除错、评估程序运行效能,而能专注于研究目标的分析及后续应用的开发上。

在DataDemon中包含多样化的讯号分析工具、针对非稳态非线性讯号处理的Hilber-Huang Transform (HHT), 各种模态拆解方法Empirical Mode Decomposition (EMD), 讯号复杂度评估Multi-Scaled Entropy (MSE), 高解析的强化式小波转换Enhance Morlet Transform, 趋势讯号移除Trend Signal Removel这些特殊的演算法,以及针对机械振动领域开发的SVM (Sound Vibration Module)模组与生物医学领域的MMPF (Multimodal Pressure-Flow)模组,开发者只需操作滑鼠即可轻易地利用这些演算法及功能模组对进行分析,分析的结果能以专案档的方式储存,以便与其他开发人员交流,流程图式的元件操作视窗更容易让其他研究者了解您的研究思路,多样化的参数设定视窗提供了多样化的讯号处理能力。并且使用DataDemon中强大的展示输出功能,能将您杰出的研究成果轻易的输出至档案、论文、简报、技术文件,或是其他程序中运用。

DataDemon高效率的存储器使用方式更能大幅提升处理的资料量与运算速度,对于具有大量资料量的使用者在研究上更是得心应手。搭配美商NI的硬体撷取系统,便能直接在电脑中以图形化的介面操控、撷取讯号进行分析。

应用Matlab的开发者更能减轻您程序编纂的负担,运用『DoMatlab』功能,便能呼叫Matlab Editor程序码编辑器,在DataDemon中使用Matlab engine进行数值运算,大大增加了开发的弹性,又能运用DataDemon强大的分析能力,让您专注于研究主题的探讨,将研究的主导权交回您的手中。

DataDemon V.S. Matlab

作业系统 特殊演算法 DataDemon Matlab Windows PC with 500 MHz or higher processor Hilber-Huang Transform (HHT) Multi-Scaled Entropy (MSE) Enhance Morlet Transform none none none 多种Empirical Mode Decomposition (EMD)演算法,none 包含Standard, Intermittency test, and Ensemble Trend signal removel 迭代式高斯滤波器 高解析频谱分析 Chirp-Z Transform 应用模组 生医讯号MMPF模组 机械振噪SVM模组 时频分析应用 软体效能 STFT, Morlet, Enhance Morlet none none none none 由third party提供 由third party提供 Wavelet toolbox 1. Continue wavelet transform using Morlet function 1. Discrete wavelet transform using Haar function 1. Median Filter (N=50000) 操作介面 简明的GUI画面,使用者有讯号处理的观念便能进Simulink for control 行分析 存储器效率 运算速度 开发弹性 极佳 非常快 软体平台有专利授权 普通 慢 可使用third party所写的程序,Matlab 本身并不提供

视觉化信号分析及时频分析的最佳解决方案

DataDemon是DynaDx研发出之时频分析解决方案,以软体IC的设计概念,免除繁杂程序写作方式,提供讯号处理的视觉化控制元件( IC元件) ,让处理讯号分析的过程就像拼组IC 元件一般,使用者可依据自己的构想去组合出更多元之讯号分析呈现(类似组合出大规模积体电路)。 DynaDx秉持以快速( Speed )、简易( Simplicity )、视觉化( Visualization ) 为发展目标,希望能为讯号分析领域的使用者,提供一套操作简易、功能强大,可用于讯号视觉化探勘的分析比对工具。

产品主要特色说明如下: 讯号视觉化控制元件库:

DataDemon 提供了多样化的讯号视觉化控制元件库,如Channelt, Filter, HHT, Math, TFA, Transformt 等讯号分析模组,免除繁杂程序写作方式,让使用者以拖拉、组合视觉化控制元件之方式,来呈现出讯号分析图形。

支援各类型讯号输入与输出:

DataDemon 提供各类型讯号之输入及输出,在讯号输入方面支援的档案格式, 包含tfa,txt,csv,wav,mp3,mat,sac,wfdb等格式;讯号输出之档案格式支援tfa,txt,csv ,mat等格式之汇出。 另外,提供将输入讯号直接export 至excel,并支援在DataDemon中,直接呼叫MATLAB engine, 进行matlab 运算,或与matlab 交换资料。 图形输出档案格式,支援png, bmp, tif, jpg, wmf ( 向量格式)。 clipboard 支援bitmap 与向量的wmf。

资料视觉化最佳分析工具:

DataDemon 在讯号分析图形呈现方面,提供可将绘图视窗分割为\多重子视窗显示模式\、\多通道显示模式\及\时频分析\显示模式,使用者可藉由不同的Viewer 视觉化控制元件,来设定分析讯号的图形显现方式,并藉由Data Viewer分析工具,进一步得知资料分布情形及提供可检测资料异常值或极端值的数值分析,以查看出更详尽地讯号分布资讯。 支援各类型时频分析解决方案:

时频分析简介

何谓时频分析 :

频率为时间讯号的重要特征,传统用频谱分析来了解一段时间内频谱的分布( 傅利叶分析),但有时,我们更有兴趣的是频率随时间变化的情形,如声音语调的变化,不同潮夕频率,如一日潮半日潮变化的情形;又如机器运转特异震动的频率出现的时间其持续的长短;了解频率随时间变化的情形,分析各种不同频率随时间变化的情形称为时频分析。 时频分析相较于频谱分析多了频率对时间的解析。 利用时频分析可以看出频率随着时间变化的情形。 如对语音分析,可知道某瞬间声音的频率分布。 时频分析的研究始于二十世纪的40年代,它主要的研究对象是非稳态讯号或时变讯号,主要的任务是描述讯号的频谱含量如何随时间变化。 时频分析是当今讯号处理研究极为重视的一个领域,特别是在二十世纪的80年代以后有着突破性的发展,各种时频联合分析方法得到了广泛的研究及运用,逐渐形成了一套独特的理论体系。 为了得到讯号的时变频谱特性,许多学者提出了各种形式的时频分析函数,从短时间的傅立叶转换(STFT) 到Cohen类,各种分布多达几十种。 它们提供了从时域到时频域的转换,能进一步提供二维或三维的时频分布图形,从而能在时频平面上表现出信号中,各种分量的时间变化与频谱间关联的特性。 更进一步,在每个时间中可以看出讯号在瞬时频率附近的能量聚集状况,通过对于时频表示进行数值计算可以得到等效的时域讯号,且可以进行时频滤波处理及时变讯号的综合。

时频分析应用领域

时频分析的理论体系发展至今,已为讯号分析领域带来极其深远的影响,其运用范围十分广泛,涵盖了工程、物理、数学、地球科学,应用领域如下所示:

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地球科学-地震、潮夕、海水温度、地下水… 生物医学讯号 影音辨识分析 振动分析 破坏监测与检测

DataDemon使用者介面(user interface)

DataDemon 应用平台是由物件汇集视窗( Object Pool )、属性工作设定区( Parameters Working Area ) 及视觉化绘图区( Viz. Viewer Area ) 所组成。 经由输入原始讯号/ 资料,对物件汇集视窗中之网路节点的视觉化元件,进行简单拖拉及适当节点摆置( Layout ),提供使用者做讯号输入/输出、讯号Filter 及Transform 运算,配合属性工作设定视窗可让使用者更弹性地做参数设定,并藉由视觉化绘图视窗呈现出讯号之视觉化图形,帮助使用者探勘讯号中隐藏之资讯。


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