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《重庆大学》 2001年
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多分辨希尔伯特—黄(Hilbert-Huang)变换方法的研究

谭善文  
【摘要】:Hilbert-Huang变换是一种新的分析非线性非平稳信号的时频分析方法。 这种方法的关键部分是经验模态分解方法,任何复杂信号都可以分解为有限数 目并且具有一定物理定义的固有模态函数,利用Hilbert变换,求解每一阶固 有模态函数的瞬时频率,从而得到信号的时频表示。 本文讨论了瞬时频率的定义,详细论述了连续和离散瞬时频率的计算, 同时比较了瞬时频率Fourier频率的异同点。由于瞬时频率是时间的函数,因 此可以获得信号任意时刻的频率分布,利用瞬时频率的局部化特征可以有效地 揭示信号的内在结构。瞬时频率只能对单分量估量才有意义,本文通过局部类 比三类正弦信号获得了具有单分量信号特征的固有模态函数。瞬时频率在统计 上与Fourier频率是相容的。 通过经验模态分解方法可以获得一系列固有模态函数。这种分解方法直 接从信号本身获取基函数的概念,因此具有自适应性和高效性,同时,也存在 计算量大和模态混叠的缺点。本文在经验模态分解方法的基础上引入了多分辨 分析技术,提出了分段固有模态函数,建立了多分辨经验模态分解方法,通过 可调的时间矩形窗,对信号进行筛分,实现了信号的多尺度分解,并且显著地 减小了计算量,增加了信号处理的实时性,有效地消除了固有模态函数中模态 混叠现象。由于多分辨经验模态分解方法是基于信号的局部时间尺度特征的, 因此该方法特别适合于分析非线性非平稳信号。利用Hilbert变换对分段固有 模态函数求解瞬时频率,可以获得以分段固有模态函数为基函数的信号表示形 式,它是一般化的Fourier级数形式。进一步可以得到信号的能量时频分布一 11 if bert谱。结合多分辨经验模态分解方法和Hilbert谱分析方法,从而建立 了多分辨Hilbert-Huang变换。由于引入了多分辨分析技术,使得Hilbert- IJuang变换既保留了小波变换中时频局部化的优点,同时又因为不需要基函 数,克服了小坡变换中选择小波基的的困难。多分辨Hilbert-llunag变换对信 号具有良好的局部化、自适应和分析的结果的直观性。 本文结合Fourier变换和小波变换,从非线性系统和非平稳信号两方面 入手,列举了多分辨Hilbert-Huang变换在多个领域的应用,大量的实例说明 该方法的有效性。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:O177.6

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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2 梁明;张小路;邹仁辉;;基于经验模态分解的瞬变电磁信号的属性提取与分析解释[J];桂林理工大学学报;2013年01期
3 刘睿;程广福;张家为;;MEMD分解在舰船非平稳信号处理中的应用[J];舰船科学技术;2011年11期
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5 张乐凡;车永发;胡海英;;海平面变化研究进展[J];水科学与工程技术;2012年04期
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8 刘宾;陈方林;陈平;;基于EMD复合材料X射线图像微小缺陷提取[J];无损检测;2008年12期
9 王明阳;柳征;周一宇;;基于希尔波特-黄变换的冲击无线电信号检测[J];信号处理;2006年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 洪弘;基于Hilbert-Huang变换的汉语动态特征分析[D];南京大学;2010年
3 赵玲;旋转机械系统故障特征提取中的分形方法研究[D];重庆大学;2010年
4 鞠萍华;旋转机械早期故障特征提取的时频分析方法研究[D];重庆大学;2010年
5 刘柏森;基于HHT复杂环境下低信噪比语音检测及增强方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 钟佑明;希尔伯特—黄变换局瞬信号分析理论的研究[D];重庆大学;2002年
7 纪跃波;多分辨时频分析理论与多功能时频分析系统的研究[D];重庆大学;2002年
8 杨昌棋;力学测试与计算中的若干技术研究[D];重庆大学;2004年
9 王然风;基于支持向量回归技术的大型复杂机电设备故障诊断研究与应用[D];太原理工大学;2005年
10 樊海涛;钢筋混凝土建筑非线性阻尼性能及其地震反应研究[D];湖南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李晓斌;HHT中EMD方法正交性的研究[D];昆明理工大学;2010年
2 董亮华;雷达回波人体特征提取算法研究[D];电子科技大学;2011年
3 邵敏茹;局部放电超声定位系统的研究与实现[D];西安电子科技大学;2009年
4 赵新明;互信息理论在Hilbert-Huang变换中的应用[D];太原理工大学;2011年
5 陈海峰;重载列车车载式超偏载状态监测系统研究[D];中南大学;2011年
6 李强;基于希尔伯特-黄变换的高压输电线路行波故障测距研究[D];华东交通大学;2009年
7 汤晓峰;设备振动信号的HHT分析与应用研究[D];内蒙古科技大学;2010年
8 侯猛;基于windows ce的EMD实现及EMD分析应用[D];昆明理工大学;2011年
9 孙美玲;基于EMD方法的语音增强的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 李丹;希尔伯特黄变换在水声通信中的应用[D];哈尔滨工程大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 汤宝平,秦树人,谭善文;基于快速小波变换的信号分析系统[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年01期
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10 方见树;参数微扰Duffing振子的求解与分析[J];湖南教育学院学报;2000年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 王明吉;张勇;李玉爽;曹文;;单主机高精度周界入侵探测报警系统[J];安防科技;2007年02期
4 杨凡;李祥;涂军;;基于DSP的远程视频监控系统的研究和实现[J];安防科技;2008年01期
5 付彪,吴先良,李世雄;小波变换法求电磁波动方程的高频解[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年03期
6 王贵竹,李婕;有公共连接点的耦合电感的去耦等效[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年03期
7 柯导明,陈军宁,代月花,宣长林,段运生;考虑非均匀掺杂衬底对一维MOST模型的修正[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年01期
8 陈东方;基于小波变换的Radon变换反演[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年04期
9 丁峰;柯导明;陈军宁;叶云飞;刘磊;徐太龙;;功率LDMOS阈值电压温度系数的优化分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年01期
10 王丽华;吴先良;宋开宏;;RK-MRTD算法的稳定性及数值色散性分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Studies On the Weak Electric Wave Signals of Plants by the Wavelet Analysis[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 慕香永;裴润;刘志林;王经甫;;基于小波分析的船舶舵机加载系统多余力研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 屈俐俐;李变;;基于EMD的原子钟性能分析[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S04原子钟技术与时频系统[C];2012年
4 宋光明;陈寿如;吴从师;;爆破振动信号分析小波基函数构造与应用[A];第七届全国工程爆破学术会议论文集[C];2001年
5 陈光明;姚力;张家才;;图像非均匀像素技术[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
6 袁晓;;超高斯谱函数与子波构造[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
7 陈向东;袁晓;李齐良;蒋亚东;林理彬;;高斯函数、子波及其局域化特征[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
8 袁晓;陈向东;李齐良;扬家德;;Daubechies子波的简单广义化及其对称性研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
9 郭春;罗鹏飞;;一种基于小波变换的目标跟踪算法研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
10 应自炉;张有为;;面向对象的小波变换软件包设计[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 付江志;直扩测控系统中的窄带干扰抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
5 周俐娜;高Q值微波光子学滤波器的理论和实验研究[D];华中科技大学;2010年
6 王丽君;基于信号处理的氢燃料发动机优化控制[D];解放军信息工程大学;2010年
7 李诗高;立体影像压缩方法研究[D];武汉大学;2010年
8 沈路;数学形态学在机械故障诊断中的应用研究[D];浙江大学;2010年
9 刘春波;统计建模方法的理论研究及应用[D];江南大学;2011年
10 赵红强;基于小波分析的我国经济运行特征研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林营;基于小波变换的刑事图像处理研究[D];山东科技大学;2010年
2 陈林;基于GIS的流域水文数据的时空分析[D];山东科技大学;2010年
3 吴国曾;实时信号小波分析中边界处理方法及应用[D];郑州大学;2010年
4 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
5 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
6 赵永辉;多通道参量阵信号源及功放电路设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 宋晓玥;基于TDPCA与SPIHT的高光谱压缩和降维算法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 杨雪娇;点云的边界提取及角点检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 郭洋;基于嵌入式零树图像压缩编码方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 赵忠南;多孔介质气液两相流流型及流型识别[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵考重,王莉;利用测试建筑物的动力特性分析组合砌体房屋的状态[J];四川建筑科学研究;2003年01期
2 石建军,胡绍全,柯国军,郭长青,陈振富,孙德纶,陈俊杰;钢筋混凝土材料阻尼值的实验研究[J];四川建筑科学研究;2003年03期
3 柯国军,胡绍全,郭长青,陈振富,石建军,孙德纶,陈俊杰;羧基丁苯胶水泥混凝土阻尼值的探索性研究[J];四川建筑科学研究;2003年04期
4 王邦元,王年,吴先良,汪炳权;一种基于高斯小波变换的红外热图象阈值自动选择方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
5 苏赋;杨文淑;徐智勇;;红外小目标小波多尺度相关检测方法[J];半导体光电;2007年04期
6 朱丽丽;何光宏;王银峰;王小勇;;基于尺度相关的CCD图像小波去噪方法研究[J];半导体光电;2008年02期
7 曾凡锋,马润津,蔡自兴;基于改进遗传算法的系统参数辨识方法[J];北方工业大学学报;1998年01期
8 王有来,李晋宏,刘卫东,詹世凌,田保民;模糊专家系统技术在大型预焙铝电解槽中的开发与应用[J];北方工业大学学报;2001年01期
9 陈士谦,冯其波;铁路列车超载偏载检测技术[J];北方交通大学学报;2003年03期
10 刘崇春,裘正定,杜锡钰;小波变换理论及其在信号处理中的应用[J];北方交通大学学报;1997年01期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 江向东;杨德森;时胜国;;低速入水物体尺度的估计方法[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
2 陈赟;张中杰;孙春岩;牛滨华;;复数域偏振分析法及其在三分量地震资料中的应用[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
3 杨孚衡;;芜湖长江大桥斜拉桥长期监测、安全评估及报警系统的研制[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年
4 贾川;张健;陈振标;徐波;;噪声环境下的端点检测算法研究[A];第六届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 付春雨;基于车致振动响应的铁路桥梁损伤识别方法研究[D];西南交通大学;2011年
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4 邹虹;多分量线性调频信号的时频分析[D];西安电子科技大学;2000年
5 田荣;连续与非连续变形分析的有限覆盖无单元方法及其应用研究[D];大连理工大学;2000年
6 张家树;混沌信号的非线性自适应预测技术及其应用研究[D];电子科技大学;2001年
7 盖强;局域波时频分析方法的理论研究与应用[D];大连理工大学;2001年
8 张海勇;基于局域波法的非平稳随机信号分析中若干问题的研究[D];大连理工大学;2001年
9 王召巴;基于面阵CCD相机的高能X射线工业CT技术研究[D];南京理工大学;2002年
10 段法兵;参数调节随机共振在数字信号传输中的应用[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 颜云峰;海平面变化对东中国海潮波影响的数值模拟研究[D];中国海洋大学;2010年
2 时世晨;EEMD时频分析方法研究和仿真系统设计[D];华东师范大学;2011年
3 庞彦伟;工业CT技术研究——提高CT图像质量的几个途径[D];华北工学院;2001年
4 方舟正;合成孔径聚焦超声成像系统的实验研究[D];南京航空航天大学;2003年
5 黄天立;基础隔震与加层减震结构抗震控制优化设计和试验研究[D];湖南大学;2003年
6 陈文武;基于DSP的EMD方法实现技术研究[D];武汉理工大学;2003年
7 李忆岚;时频分析理论及应用研究[D];西北工业大学;2003年
8 叶海霞;工业CT窄角扇束卷积反投影并行图像重建研究[D];重庆大学;2003年
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10 刘娟花;小波分析在语音去噪中的应用[D];西安理工大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 禾苗;杨威;陈骁;蒲小聪;;基于快速傅里叶变换的复地震道分析及应用[J];成都航空职业技术学院学报;2010年01期
2 张婷;聂春燕;;基于EMD时频分析的声波测井油层的信息提取[J];长春大学学报;2011年08期
3 郑金州;鲁绍栋;;CT技术在安检领域应用综述[J];CT理论与应用研究;2012年01期
4 隋文涛;张丹;;平稳小波变换在轴承振动信号去噪中的应用[J];轴承;2012年01期
5 张天骐;高永升;杜晓华;侯瑞玲;;多用户直扩超宽带信号的码片宽度估计[J];电波科学学报;2011年03期
6 樊海涛;何益斌;国静;;基于Hilbert-Huang变换的建筑物强震记录分析方法研究[J];地震工程与工程振动;2006年06期
7 葛勇;张希黔;严春风;詹永祥;;无砟轨动车组运行激励场地振动谱分析[J];地震工程与工程振动;2010年01期
8 唐衍;顾洁;张宇俊;储琳琳;施伟国;;基于EMD理论的短期负荷预测[J];电力需求侧管理;2011年01期
9 张小丽;曾祥君;马洪江;李泽文;;基于Hilbert-Huang变换的电网故障行波定位方法[J];电力系统自动化;2008年08期
10 李成鑫;刘俊勇;杨嘉湜;姚良忠;M.BAZARGAN;;频移经验模态分解在低频振荡参数提取中的应用[J];电力系统自动化;2011年20期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 郝旺身;韩捷;董辛旻;陈宏;王丽雅;;基于HHT边际谱与神经网络的轴承故障诊断研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
2 石颖;刘洪;;地震信号的复地震道分析及应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
3 樊海涛;国静;;结构瞬时动力参数识别方法研究[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
4 樊海涛;国静;;结构瞬时动力参数识别方法研究[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
5 李国成;李梅;黄理善;;虚拟Hilbert-Huang变换信号分析仪的设计与实现[A];2010中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2010年
6 潘东夏;方世良;;时间迭代法处理EMD中的边界效应[A];2009年浙苏黑鲁津四省一市声学学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 赵雷刚;发动机台架试验过程实时监测与预警方法研究[D];武汉理工大学;2010年
3 刘伟;综放工作面煤矸界面识别理论与方法研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
4 李烨;基于多带激励模型的低速率语音编码技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 华春蓉;内燃机曲轴角振动模态识别方法的研究及应用[D];西南交通大学;2011年
6 汪楚娇;语义环境下提升机故障人工免疫诊断方法研究[D];中国矿业大学;2010年
7 夏栋舟;土—结构动力相互作用(SSDI)体系阻尼性能及其地震反应分析与研究[D];湖南大学;2009年
8 蒋永华;旋转机械非平稳信号微弱特征提取方法研究[D];重庆大学;2010年
9 赵玲;旋转机械系统故障特征提取中的分形方法研究[D];重庆大学;2010年
10 鞠萍华;旋转机械早期故障特征提取的时频分析方法研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
2 卢中新;基于矢量水听器的水下瞬态信号检测及特征提取[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 李海燕;基于EMD的直扩通信窄带干扰自适应抑制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 樊学涛;基于GST的无绝缘轨道电路信号远程故障诊断的研究与实现[D];北京交通大学;2011年
5 陈豪;AT供电方式牵引网故障定位[D];昆明理工大学;2010年
6 周川;基于Hilbert-Huang变换的滚动轴承故障诊断方法研究[D];昆明理工大学;2010年
7 赵文渊;谐振接地系统行波故障选线定位方法研究[D];昆明理工大学;2009年
8 李晓斌;HHT中EMD方法正交性的研究[D];昆明理工大学;2010年
9 王沛;基于小波变换和EMD去噪的含噪混叠语音盲分离[D];昆明理工大学;2009年
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【二级参考文献】
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 任学平;汤晓峰;王培;武磊;;基于希尔伯特黄变换与相关分析结合的振动信号降噪[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
6 李长征;符娆;熊兵;;轴流压气机气动失稳信号分析[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
7 秦荣;杨志坚;丁康;;基于EMD的发动机失火故障诊断研究[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
8 王峣钧;李国发;崔永福;;基于经验模态分解的f-x域噪声衰减方法研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
9 郝俊怡;郭庆杰;;基于HHT的微小流化床的压力波动分析[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
10 孟磊;黄宝海;王东风;韩璞;;基于EMD的数字滤波方法研究[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 周仲兴;复合下肢想象动作电位的特征识别新技术研究[D];天津大学;2009年
2 阮有兴(Nguyen Huu Hung);基于希尔伯特—黄变换的移动荷载作用下桥梁健康监测方法研究[D];吉林大学;2013年
3 刘劲;基于X射线脉冲星的航天器自主导航方法研究[D];华中科技大学;2011年
4 赵海峰;基于HHT的往复压缩机故障诊断研究[D];东北石油大学;2011年
5 刘佳;单通道盲源分离及其在水声信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 王宪明;往复式压缩机多源冲击振动时频故障特征研究[D];东北石油大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张晓玲;Hilbert-Huang变换在气候反演模型中的应用[D];河北师范大学;2007年
2 高凤娇;二维EMD方法及其在图像处理中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
3 吕回;经验模式分解在医学图像处理中的应用研究[D];长沙理工大学;2009年
4 程磊;EMD方法、神经网络理论及其在结构健康监测中的应用[D];武汉理工大学;2006年
5 张永利;基于HHT的混凝土结构地震损伤识别方法[D];南京工业大学;2006年
6 王玉静;时频分析方法在心电信号分析中的应用[D];哈尔滨理工大学;2007年
7 段丹辉;基于Hilbert-Huang变换的非平稳数据处理技术[D];北京航空航天大学;2007年
8 徐琼;基于二维EMD分解的数字图像压缩研究[D];长沙理工大学;2009年
9 段希涛;Hilbert-Huang变换的研究与应用[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
10 魏兰英;Hilbert-Huang变换和仿真系统设计[D];华东师范大学;2007年
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