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1.
希尔伯特-黄变换(HHT)是近年来发展起来的一种新的时间序列信号分析方法.该文在对HHT深入研究与充分肯定的基础上,发展了信号的镜像闭合延拓和包络的极值延拓两种方法.通过几个典型的例子检验了两种方法,并与Huang等(1998,1999)进行了比较,得到了令人满意的结果.镜像闭合延拓法根据信号端点的分布特性,把镜子放在具有对称性的极值位置,通过镜像法把镜内信号映射成一个周期性的信号,不存在端点,从根本上避免了经验模态分解和希尔伯特变换的端点问题.极值延拓法简单易行,具有与镜像闭合法相当的效果,在处理非对称波形信号时更显其优越性. 相似文献
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基于HHT的吕宋岛西北海域叶绿素浓度及相关环境物理要素的多时间尺度分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用基于集合经验模态分解(EEMD)方法而改进的Hilbert-Huang变换(HHT)方法,分析了吕宋岛西北海域从1997年9月至2009年7月近12年的月平均遥感叶绿素浓度观测序列以及相关环境物理要素时间序列,分离出各要素的特征振荡模态(IMFs);在此基础上以叶绿素与相关要素间具有相同或相近频率的IMF对偶之间相位差余弦值的方差为指标,探讨了该海域叶绿素浓度与环境场之间的联系。结果表明:1)海区各研究变量都具有明显的季节和年际振荡特征,叶绿素准年周期模态方差贡献达81%,年际变化中准两年振荡是海区诸要素共同的波动类型,此外叶绿素浓度还具有4年左右周期的振荡。2)除埃克曼抽吸速度在准年周期振荡上与叶绿素浓度显著正相关、Nio3区海表温度在准两年周期上有弱的正相关关系外,其余要素均与叶绿素浓度在不同时间尺度上呈负相关关系。这些结果说明HHT是气候序列多时间尺度分析中的一种有力工具。 相似文献
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采用径向基函数神经网络法延拓原始数据序列,有效抑制了EMD分解中出现的端点发散效应,从而实现准确的EMD分解。利用该方法对中国近海验潮站的月平均海平面资料进行处理,分解得到的内在模函数分量代表了海平面各种周期性变化。通过EMD分解得到的总体自适定趋势项为非线性变化,比以往趋势项提取方法更有优势,它反映了在资料长度内海平面的长期升降情况。数据序列越长,该方法所能分解出来的IMF成分越多,可分辨的频率越小。 相似文献
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本文采用经验模式分解 (EMD)提取信号的内在模函数 (IMF) ,并利用希尔伯特变换对所得IMF进行包络分析 ,提取机械故障特征。与直接对原信号进行包络分析相比较 ,该方法提取的机械故障特征更明显。数值模拟和对故障轴承振动信号分析表明了该方法的有效性。 相似文献
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常规的基于叠后地震资料的地层Q值补偿方法受数据平均效应的影响,Q值估算精度较低,导致保真性差,而HHT时频分析可以反映出信号的局部信息,基于以上原因,提出一种基于HHT方法的地层Q值补偿方法。首先应用HHT分频技术将浅层、中深层地震数据分成不同的频率范围,得到不同目标层频率尺度的地震数据;然后在HHT时频域内通过谱比法提取Q值;最后分别进行地层Q值振幅补偿和相位补偿。该方法针对不同的目标地层将地震数据分解成不同的频率尺度,避免了不同频率成分之间的干扰,而且可针对性处理目标层的频率信息,提高了地层Q值提取的稳定性。模型试算和实际资料应用表明,该方法能够有效地对振幅和相位进行补偿,使中深层反射波形得到恢复,主频提高,频带展宽,地震资料的品质得到提升。 相似文献
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《Ocean Engineering》2004,31(14-15):1783-1834
This paper relates to the newly developed Hilbert–Huang transformation (HHT). An overview of this time-frequency analysis technique and its applications are given. Key elements of the numerical procedure and principles of the Hilbert transformation (HT) are established. A simple parameter study with trigonometric functions to get an idea about the numerical performance of the empirical mode decomposition (EMD) is performed. The main results of estimating relative standardized errors made between analytically exact defined sine waves and disintegrated intrinsic functions as well as their specific influence on each other are determined. Practical applications are carried out next to evaluate computed nonlinear irregular water waves based on Stokes perturbation expansion approach and measurements on fully nonlinear irregular water waves recorded in a laboratory wave flume. Correspondence between simulated and recorded wave trains is given for narrow-banded fundamental components. Deviations are unveiled when carrier and riding waves get broad banded. Time-dependent spectral representation shows signs of an interesting phenomenon as instantaneous frequencies and amplitudes exhibit strong correlations with water surface elevations of both numerical and measured data series. 相似文献
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A method based on empirical mode decomposition (EMD) and time-varying autoregressive (TVAR) model is proposed here to identify the modal parameters of time-varying systems, such as the Floating Production Storage and Offloading (FPSO) single point mooring system. For the EMD–TVAR method, the original signal is decomposed into a finite number of ‘intrinsic mode functions’ (IMFs) by the EMD. Each IMF can be represented as a TVAR model. Then, the time-varying modal parameters i.e., instantaneous frequency (IF) and modal dumping, can be obtained by the basis functions expansion method. The proposed EMD–TVAR method has good results in two experiments compared with the Huang–Hilbert transformation and Short Time Fourier Transform method, and it has been used to analysis the modal parameters of FPSO single point mooring system successfully. The system's time-varying characteristic and its frequency distribution can be known from the modal analysis results. 相似文献
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EMD方法和Hilbert谱分析法的应用与探讨 总被引：10，自引：0，他引：10
利用EMD方法对海浪观测资料进行处理 ,通过在数据两端的“平衡位置”处分别附加平行直线段的方法进行端点抑制 ,分解出 1 0个内在模函数和 1个剩余趋势项 ,再对各内在模函数进行Hilbert变换 ,得到波浪的Hilbert谱。对所得结果的分析表明 ,各模态在Hilbert谱中的分布趋势和Fourier谱中谱线的变化趋势是一致的 ,第一模态的中心频率与Fourier谱的谱峰频率相对应 ;EMD方法是对非线性、非平稳过程数据进行距平化的好方法 ,距平化的过程和消除趋势项的处理是统一的。 相似文献
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应用经验模式分解（EMD）将恒电量瞬态响应信号分解为不同时间尺度的内在模函数（IMF）分量。去除其中的小时间尺度的干扰噪声分量。然后经过拉普拉斯变换获得恒电量频谱以研究电化学腐蚀过程。 相似文献
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A statistical theory of signal coherence 总被引：1，自引：0，他引：1
A periodic signal can be perfectly predicted far into the future since it perfectly repeats every period. There is always some variation in the waveform over time for signals which are labeled as periodic but which are not truly deterministic. A formal definition is presented in this paper for such a varying periodic signal and the properties of such a class of signals are exploited. A measure called a signal coherence function of the amount of random variation in each Fourier component of the signal is defined and its statistical properties are developed. This signal coherence function is very different from the coherence function between two stationary signals. The method is applied to a digitized record of an acoustic signal generated by a boat in a bag in the Baltic Sea south of Stockholm, Sweden 相似文献
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采自广东湛江湾海域软水母亚纲(Leptomedusae Claus,1877)、锥螅水母目(Conica Broch，1916)、和平水母科(Eirenidae Haeckel, 1879)、和平水母属(Eirene Eschscholtz，1829) 2新种，即大腺和平水母新种(E. macrogonia Huang, Sun et Liu，sp. nov.)和湛江和平水母新种(E. zhanjiangensis Huang, Zhang et Zao, sp. nov.)。其鉴别特征如下:(1)大腺和平水母，新种；伞扁于半球形，胶质中等厚；胃柄基部塔状，胃柄较长，伸出伞腔口外；垂管长度短于口唇，4个发达口唇边缘呈齿状皱褶；生殖腺发达波状弯曲，着生于辐管下伞部，从胃柄基部延伸到伞缘外；19～24条缘触手，5～8个缘疣，触手基部呈球状，无排泄乳突；每2条触手间或触手和缘疣间有1个平衡囊，每个平衡囊有1～2个平衡石；4条辐管，1条环管。(2)湛江和平水母，新种；伞半球形，胶质厚；胃柄基部呈塔形，末端变窄；垂管较长，约等于口唇长度，口唇边缘有齿状皱褶；生殖腺带状，从胃柄基部延伸至近伞缘；缘触手多，70～125条，触手基球有排泄乳突；平衡囊数目约为触手数的1/2；4条辐管，1条环管。 相似文献
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经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)是反演海洋内波参数的有效方法之一,但由于EMD存在模态混叠等问题,对海洋内波进行参数反演时会产生一定误差。相比较于EMD,变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)能够有效地抑制模态混叠现象。为了更好地对海洋内波进行参数反演,提出了一种基于VMD对合成孔径雷达(synthetic aperture radar,简称SAR)遥感图像中的内波参数进行自动反演的方法。该方法先对SAR图像进行Canny处理,获取图像中的内波条纹信息,再根据内波传播方向自动选取灰度剖面;然后利用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,简称EEMD)信号特征自适应分解模态函数的特点,再将分解得到的有效模态数作为VMD中参数K的参考值;最后利用VMD分解后的数据进行内波参数反演。试验结果表明:通过对Canny预处理后的条纹信息进行灰度剖面自动选取,解决了人为选取剖面所可能导致的误差;通过对剖面信号进行VMD处理不仅解决了EMD模态混叠的问题,成功地反演出内波的前导波振幅,而且所反演的结果与EEMD反演参数以及实测资料数据吻合得很好。 相似文献
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The wave groups are studied by both conventional wave analysis methods and by the non-stationary Hilbert Huang Transform (HHT) method. Full-scale wave records containing abnormal waves are used. Instantaneous quantities, such as envelope, phase and frequency, are adopted to study the wave grouping. A refined definition of wave group is proposed considering that the wave process is simultaneously amplitude and frequency modulated. The validation of the proposed definition is conducted by analysis of numerical simulation data. Group parameters are proposed based on the time-frequency distribution of energy. An attempt is made to find the relationship between the characteristics of abnormal waves and the group characteristics. 相似文献
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经验模态与小波分解在光学遥感内波参数提取中的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
内波遥感参数提取是利用遥感影像研究海洋内波的重要手段,通过提取内波的基本参数可以对海洋内波的生成与传播机制进行进一步的研究。提出了利用经验模态分解、小波分解与高阶多项式拟合从光学影像中提取内波半波宽度的方法。经验模态分解与小波分解对内波剖面数据进行尺度分解,根据归一化方差最大来提取内波分量;多项式拟合基于内波剖面的亮暗条纹变化完全由内波调制的假设,对数据进行拟合,并根据一阶导数来提取半波宽度。用南海北部东沙岛附近2004年7月10日的中-巴资源卫星(China-Brazil Earth Resources Satellite,CBERS)影像对方法进行了验证。结果表明,3种方法能较好地提取所需参数,获取的内波半波宽度具有较好的一致性;上述方法在处理非平稳及非线性遥感数据上,具有非常明显的优势。基于一维非线性内波理论,通过提取的内波半波宽度,辅以水深和混合层深度数据,反演了内波的振幅。 相似文献
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本文采用经验模式分解 (EMD)与小波变换相结合的方法分析非平稳机械故障信号的奇异性 ,进行机械故障诊断。与直接对原信号进行小波分析相比较 ,该方法提取的奇异性特征明显。数值模拟和对故障轴承的振动信号分析表明了该方法的有效性。 相似文献
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类型丰富、时空分辨率高的海洋探测数据,为信号分解和机器学习算法的应用提供了可能。本文针对如何建立有效的海温预测模型这一问题,使用高时空分辨率的海表温度(SST)融合产品,引入信号处理领域的集合经验模态分解(EEMD)和机器学习领域的自回归积分滑动平均模型(ARIMA)。首先利用最适于分解自然信号的EEMD方法,将海温数据分解成多个确定频率的序列;再利用ARIMA分别对各个频率的序列进行预测,最后将各个序列的预测结果进行组合。该方法在丰富数据的支撑下,比以往直接使用海温数据所建立的预测模型精度更高,为更好地进行海温预测提供了新方法。 相似文献
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水声宽带信号波形预报技术研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了实现远程水下目标微弱信号检测,掌握远程传输后信号波形的特征,水声宽带信号波形预报技术是研究水下信号精细化特征研究的重要突破口之一.针对宽带信号,采用波束位移射线简正波(BDRM)频域合成波形预报算法和 BELLHOP 射线时域波形预报算法,获得宽带信号远程波形预报模型,并在浅海负跃层和深海声道两种典型海洋环境下,利用上述两种宽带波形预报算法,仿真计算了宽带信号远程波形,比较了两种波形预报算法精度.结果表明,在一定条件下,两种模型具有同等计算精度,可满足不同条件下的信号波形预报需求. 相似文献