基于HHT的非平穩(wěn)信號特征提取方法及應(yīng)用研究.pdf

1、非平穩(wěn)信號的分析和處理作為現(xiàn)代信號處理學(xué)科的重要內(nèi)容，一直是理論科學(xué)和工程實踐研究的熱點。以短時傅里葉變換和小波分析為代表的相關(guān)處理方法雖然不同程度的對非平穩(wěn)信號的時變性給出了恰當(dāng)?shù)拿枋?，但它們都是以傅里葉變換為最終的理論依據(jù)，使用它們分析非平穩(wěn)信號容易產(chǎn)生虛假信號和假頻等現(xiàn)象。為了避免這個問題，對非平穩(wěn)信號最直接的分析和處理方法是使用具有局域性質(zhì)的基本量，如瞬時頻率。Hilbert-Huang變換（HHT）則是以瞬時頻率作為基礎(chǔ)的一種

2、全新的非平穩(wěn)信號分析方法，它可以有效的分析并提取信號在整個時域內(nèi)的局部化特征，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)、機(jī)械故障診斷學(xué)、海洋工程等眾多領(lǐng)域。本文在對現(xiàn)有的主要時頻分析方法及其各自的針對性和局限性做出深入分析的基礎(chǔ)上，重點研究基于HHT的非平穩(wěn)信號時頻分析以及特征提取方法，所做的工作如下：
　?、傺芯苛薍HT算法的基本理論，包括瞬時頻率、本征模態(tài)函數(shù)、經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）算法以及Hilbert譜分析等。其中對于EMD算法，詳細(xì)介紹了

3、該算法的分解原理及分解步驟，并給出了算法的完備性和正交性分析。深入分析了HHT目前存在的主要問題，包括模態(tài)混疊問題和端點效應(yīng)問題，并詳細(xì)給出了目前針對這兩個問題的相應(yīng)改進(jìn)措施。
　?、谠趯ilbert時頻圖分析的基礎(chǔ)上，提出了一種基于直方圖統(tǒng)計特征的非平穩(wěn)信號特征提取方法。首先從基于HHT的信號時頻域表達(dá)出發(fā)，分析了模態(tài)混疊和端點效應(yīng)問題對時頻表達(dá)的影響，通過仿真實驗將HHT與傳統(tǒng)時頻分析方法進(jìn)行了比較研究，最后給出了基于時頻圖

4、像的直方圖統(tǒng)計特征提取方法。
　?、墼趯ilbert邊際譜分析的基礎(chǔ)上，給出了一種聯(lián)合譜能量和譜熵的非平穩(wěn)信號特征提取方法。首先介紹了信號的邊際譜表示，然后通過實驗仿真分析了邊際譜與傳統(tǒng)傅里葉幅值譜在信號表達(dá)上的區(qū)別，最后介紹了基于邊際譜的信號特征提取方法，分別給出了譜能量和譜熵兩種特征量，并作了詳細(xì)分析。
　?、軐煞N特征提取方法應(yīng)用于癲癇腦電信號檢測中。分別對腦電信號進(jìn)行時頻圖分析和邊際譜分析，提取了腦電信號具有顯著意