本文關鍵詞：基于希爾伯特黃變換及其改進方法的信號分析研究與應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：希爾伯特黃變換是近年來興起的一種新的分析非平穩(wěn)信號的方法，不同于傅里葉變換要采用預先確定的基函數(shù)，它的核心是通過經(jīng)驗模態(tài)分解（EMD）得出一組基于信號自身的本征模態(tài)函數(shù)（IMF），通過對IMF作希爾伯特變換求其希爾伯特譜進行時頻分析。盡管HHT具有自適應性、多分辨等獨到的優(yōu)勢，非常適用于非線性、非平穩(wěn)性信號的分析與應用，但是也有自身的劣勢。 海洋大地電磁探測法是由陸地上移用過來的，，由于海洋環(huán)境的特殊性，海洋大地電磁信號不僅信號弱，易受噪聲干擾，而且受海水運動影響，海洋背景復雜，信噪比低，本文依據(jù)海洋大地電磁信號的特點進行仿真，并對仿真信號進行了短時傅里葉變換、Winger-Ville分布、Choi-Williams分布、小波變換以及HHT，分析各種方法的時頻聚集性和及時頻分辨率，通過對比表明HHT有更高的自適應性和分辨率能夠很好地處理海洋大地電磁信號。 接著本文針對EMD算法存在的模態(tài)混疊問題，提出EMD的改進方法——集成經(jīng)驗模態(tài)分解（EEMD），通過在信號中添加白噪聲作為整體進行分解，使不同尺度的信號分量自動映射到合適的IMF上，利用白噪聲零均值特性，消除白噪聲對信號的影響，通過在海洋大地電磁模擬信號的應用說明EEMD對解決模態(tài)混疊有很好的效果。 最后海洋大地電磁仿真信號分別經(jīng)EMD和EEMD后重構達到初步消噪，提取信號特征，經(jīng)去噪前后Hlibert譜和邊際譜結果對比可以知道，盡管經(jīng)EMD去噪后能夠壓制大部分噪聲，但是由于模態(tài)混疊現(xiàn)象，低頻信號混亂，而經(jīng)EEMD去噪后，不僅消除了絕大部分噪聲，并且消除了由于模態(tài)混疊造成的低頻混亂，低頻部分諧波更少，更加清晰地呈現(xiàn)了海洋大地電磁信號的特征。
【關鍵詞】：時頻分析 EMD IMF HHT EEMD
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：P631.325
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-13
• 1.1 研究的目的和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外背景及其現(xiàn)狀研究10-11
• 1.3 本文闡述的主要內(nèi)容及安排11-12
• 1.3.1 主要內(nèi)容11-12
• 1.3.2 結構安排12
• 1.4 本章小結12-13
• 第2章 希爾伯特黃變換的基本理論13-34
• 2.1 基本概念13-18
• 2.1.1 非平穩(wěn)信號與時頻分布13-15
• 2.1.2 希爾伯特變換15-16
• 2.1.3 本征模態(tài)函數(shù)（IMF）16-17
• 2.1.4 時間特征尺度17-18
• 2.2 經(jīng)驗模態(tài)分解原理18-29
• 2.2.1 篩選過程18-25
• 2.2.2 EMD分解的完備性和正交性25-29
• 2.3 希爾伯特譜分析理論29-33
• 2.4 本章小結33-34
• 第3章 傳統(tǒng)時頻方法在海洋大地電磁信號分析中的應用34-50
• 3.1 海洋大地電磁信號34-35
• 3.1.1 海水對海底電磁場的影響34
• 3.1.2 海洋大地電磁信號的特征34-35
• 3.2 海洋大地電磁信號的時頻分析35-36
• 3.3 傳統(tǒng)時頻方法對海洋大地電磁信號的分析36-49
• 3.3.1 STFT變換36-38
• 3.3.2 Winger-Ville分布38-44
• 3.3.3 Choi-Williams分布44-45
• 3.3.4 小波變換45-49
• 3.4 本章小結49-50
• 第4章 HHT及其改進方法在海洋大地電磁信號分析中的應用50-71
• 4.1 海洋大地電磁信號的希爾伯特黃變換50-55
• 4.2 希爾伯特邊際譜的物理意義55-57
• 4.2.1 Hilbert邊際譜的線性性質(zhì)55-56
• 4.2.2 希爾伯特邊際譜的物理意義56-57
• 4.3 基于改進EMD在海洋大地電磁信號分析中的應用57-65
• 4.3.1 模態(tài)混疊58
• 4.3.2 EEMD方法的提出58-59
• 4.3.3 EEMD方法原理59-60
• 4.3.4 EEMD的參數(shù)分析60-62
• 4.3.5 基于EEMD分解的海洋大地電磁信號分析62-65
• 4.4 基于EMD和EEMD的HHT在海底大地電磁仿真信號去噪中的應用65-70
• 4.4.1 基于EMD的希爾伯特變換在海底大地電磁仿真信號去噪中的應用65-67
• 4.4.2 基于EEMD的希爾伯特變換在海底大地電磁仿真信號去噪中的應用5967-70
• 4.5 本章小結70-71
• 總結71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-76
• 攻讀學位期間取得學術成果76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳雨紅;楊長春;曹齊放;李波濤;尚永生;;幾種時頻分析方法比較[J];地球物理學進展;2006年04期

2 何蘭芳,王緒本,何展翔,李成方;MT時間序列的小波去噪分析[J];地震地質(zhì);2001年02期

3 周增建;王海;周渭;錢時祥;江煒寧;;希爾伯特——黃變換理論及其分辨率的研究[J];電子質(zhì)量;2009年02期

4 李桐林;林君;劉福春;任人;曾孝箴;;國內(nèi)外海洋大地電磁測深的發(fā)展綜述[J];國外地質(zhì)勘探技術;1998年04期

5 李秀坤;謝磊;秦宇;;應用希爾伯特黃變換的水下目標特征提取[J];哈爾濱工程大學學報;2009年05期

6 高云超;桑恩方;劉百峰;;基于經(jīng)驗模式分解的自適應去噪算法[J];計算機工程與應用;2007年26期

7 何展翔;余剛;;海洋電磁勘探技術及新進展[J];勘探地球物理進展;2008年01期

8 鄧擁軍,王偉,錢成春,王忠,戴德君;EMD方法及Hilbert變換中邊界問題的處理[J];科學通報;2001年03期

9 劉海青,柳勁松;FOURIER分析和小波分析在信號時頻分析中的特性比較[J];平原大學學報;2000年03期

10 朱愛民;李斌;陳煒;賈鵬;;時頻分析綜述及其應用[J];通信與廣播電視;2006年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 嚴家斌;大地電磁信號處理理論及方法研究[D];中南大學;2003年

2 王慧;HHT方法及其若干應用研究[D];合肥工業(yè)大學;2009年

3 蔡劍華;基于Hilbert-Huang變換的大地電磁信號處理方法與應用研究[D];中南大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 時世晨;EEMD時頻分析方法研究和仿真系統(tǒng)設計[D];華東師范大學;2011年

2 王強珠;時頻分析方法在石南斜坡區(qū)地震數(shù)據(jù)處理中的應用研究[D];成都理工大學;2011年

3 朱郅志;HHT時頻分辨算法研究與性能評估[D];中國科學技術大學;2011年

4 趙翠霞;基于Hilbert-Huang變換的時頻分析方法研究[D];中國石油大學;2011年

5 高云超;希爾伯特—黃變換方法的仿真研究[D];哈爾濱工程大學;2005年

6 毋琦;改進HHT方法及其在故障信號分析中的應用[D];華北電力大學（北京）;2006年

7 劉歡;分頻Hilbert-Huang變換對非平穩(wěn)信號的分析應用[D];湖南大學;2007年

8 王偉;Hilbert-Huang變換及其在非平穩(wěn)信號分析中的應用研究[D];華北電力大學（北京）;2008年

9 相小誼;基于Hilbert-Huang變換的信號分析及應用[D];西安電子科技大學;2008年

10 于彩霞;海洋可控源電磁法數(shù)據(jù)處理研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2010年

  本文關鍵詞：基于希爾伯特黃變換及其改進方法的信號分析研究與應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：314290