希尔伯特黄变换的精度

信息处理 希尔伯特变换 非线性
2022-01-07 03:41:38

在研究了基于经验模态分解 (EMD) 的信号分析方法后,我发现最近的发展主要与希尔伯特黄变换 (HHT) 和局部均值分解 (LMD) 方法有关。

我一直在阅读有关该主题的几篇文章,我想听听您对 HHT 的看法。

EMD 导致本征模式函数特别适合希尔伯特变换。HHT 似乎真的被广泛用于许多不同类型的工业或学术应用。

我认为 HHT 本质上是 EMD + Hilbert 变换是否正确?您是否认为 HHT 的特殊性在于基于样条插值的筛选过程(与使用移动平均算法的 LMD 相反)?

1个回答

在查阅了有关 HHT 和 EMD 的文献后,我发现 HHT 的“黄”部分来自于他是最先提出 EMD 的人。这解释了方法的名称......

有关 EMD 和 HHT 的更多发展,我推荐 Rilling 等人的论文。“关于经验模态分解及其算法”。对于说法语的幸运儿,Rilling 的博士学位。关于 EMD 的论文似乎不再在线提供;该文档看起来非常完整,并且包含非常详细的 EMD 数学分析。相关文章也可以在 Google Scholar 上找到英文版。

可以这样总结 HHT:

  1. EMD:将初始信号分解为固有模式函数(IMF)列表;
  2. 希尔伯特变换计算与 IMF 相关的瞬时频率(非常适合这种变换)
  3. 希尔伯特谱,表示使用瞬时频率在频/时域中表示 IMF 的幅度。

这是一个基于时间信号的简单示例: for s。该信号的特点是其幅度的二次增长与其频率的线性增长相结合。以下是信号的 HHT 导致的结果:y(t)=t2sin(t2)t[0; 16]

感兴趣的信号

在此处输入图像描述

从 EMD 获得的 IMF

第一个 IMF,非常类似于 <span class=y(t) ">

第二个 IMF,在本例中几乎为 0

瞬时频率

与 IMF 1 相关的瞬时频率

希尔伯特谱(从 0 到最大振幅的白色到黑色)

在此处输入图像描述

一些人将 HHT 视为广义傅立叶变换,因为 HHT 对感兴趣的信号的分解会导致幅度和频率变化的时间信号。

HHT 的一个显着缺点在于它对边缘效应的敏感性(在一维中靠近其左右边界的信号会发生什么)。为了减轻这些影响,存在几种技术。上面提到的 Rilling 的文章采用了镜像策略,而其他面向工程的策略可能涉及波形匹配技术。