[信号处理技术]关于EMD的产生
通俗易懂,有助于理解EMD和HHT,就原封不動的搬過來了。
原文鏈接:關于EMD的產生
? ? ?自傅里葉變換與頻譜分析技術產生,人們得以從另外一個角度觀察時域信號,信號里各個點的密集程度,得以確定性地度量。之后,又產生了加窗傅里葉、小波變換、維格納分布等時頻分析技術。98年,黃大大又提出了一種新的時頻分析技術,即HHT變換。
一、頻率是什么?
? ? ? ?周期的倒數是頻率,初中物理教的,頻率就是描述在既定時間內某一動作完成次數的多少。而后,頻率與簡諧函數聯系起來,不再局限于周期性信號,成為描述信號周期性的參數。傅里葉變換正是將信號分解為一系列正交的簡諧函數,此時的頻率也就是一般意義上的頻譜。但是頻率這一概念并不局限于傅里葉頻譜,頻率應是描述信號性質的某一特征,例如瞬時頻率。Hilbert提出的Hilbert變換,將瞬時頻率的定義進行了統一,經Hilbert變換后,得到的是一組復信號,其相位即瞬時頻率。需要指出的時,傅里葉頻譜意義上的頻率是對信號整體特征的表現,而瞬時頻率與其相區別,是對信號局部特征的表現。
二、EMD怎么來的?
實際上,只有信號的傅里葉頻譜集中在一較小范圍內,近乎單一頻率時,其經Hilbert變換后獲得的瞬時頻率才能與我們熟知的傅里葉頻譜類似,能夠被我們所理解。而非單分量信號(Cohen所定義的窄帶信號)的瞬時頻率雜亂無章。怎么辦?求取這個瞬時頻率的意義就是從局部的角度去研究信號特征,現在求出來的瞬時頻率卻是沒有意義的。
黃大大神來之筆,研究出一種由包絡提取信號IMF的分解方法,而所獲得的IMF,正滿足以上所謂單分量信號的條件,這個信號分解方法就是EMD分解了。也就是說,EMD分解使得信號得以分解成若干個IMF和最后的騎波(黃大大的叫法,就是殘余的趨勢項),而IMF的瞬時頻率是能夠理解的,類似于傅里葉頻譜。于是HHT變換 = EMD分解+Hilbert變換
三、EMD分解的幾個概念
1、傅里葉變換,小波變換都是由正交基作為信號的分解基,而EMD分解則不能保證正交,各個IMF之間是存在頻率域重疊的,也就是說可能在2個IMF中都存在某一頻率的信號。黃大大認為,IMF之間在局部意義上可被視為正交。這個玩意不能保證。但是各個IMF之間的頻率范圍是從大到小的,也就是說高頻信號會被分解到前幾層IMF中。
2、分解本身的這個頻率范圍是不固定的,是由信號本分性質決定的。另外,甚至說分解為幾個IMF可能個數都不一定,兩次分解可能IMF個數都不一樣,這個跟終止準則相關。
3、EMD分解的應用可能好可能壞,至今仍缺乏確定的數學理論支持,但是還是挺NB的,的確能處理一些非線性非平穩信號。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的[信号处理技术]关于EMD的产生的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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