基于HHT时频分析的水声信号特性提取与建模

为了完成对实测水下冲击信号的建模,充分提取信号声学特性是非常有必要的。本文以水池实测信号为研究对象,采用不同分析方法处理信号,最终发现希尔伯特黄变换(HHT)时频分析方法优势明显,在HHT时频谱图上可以看到非常清晰的时间、频率分布信息。在此基础上,使用多段线性调频(LFM)信号模拟实测水下冲击信号。比较实测信号与建模信号的HHT谱图可知,建模信号的频谱走势与实测信号相同,具有与实测水声信号非常相似的时频特性,验证了HHT时频分析的优势与建模效果。

分数Fourier变换、矩阵群和时-频分析

本文从矩阵群的观点出发讨论了分数Ｆｏｕｒｉｅｒ变换的数学描述并通过数字仿真直观地说明了它进行信号时－频分析的两个特点。结果表明，在矩阵描述下，经典的Ｆｏｕｒｉｅｒ变换相当于一个置换矩阵：一般的分数Ｆｏｕｒｉｅｒ变换相当于一个广义置换矩阵；分数Ｆｏｕｒｉｅｒ变换全体构成的变换族可以用一个矩阵群来描述，多次变换运算完全转化为相应的矩阵乘法运算。最后，数字信号分数Ｆｏｕｒｉｅｒ变换的仿真计算表明，分数Ｆｏｕｒｉｅｒ变换具有独特的时－频分析性质。

引线键合劈刀超声振动信号的时频分析

采用激光Doppler非接触测试方法,提取芯片封装引线键合工艺的关键部件——劈刀末端的超声振动信号。利用时频联合分析方法将劈刀末端振动信号拓展到时频域分析。结果表明,相比于单纯的时域或频域分析,时频联合分析更清楚地描述键合过程劈刀末端振动在时频域的动态变化特性,包括谐波成分、频率漂移、能量变化等丰富的信息,有助于深入理解键合点的形成过程。而且,时频分析可作为键合成功或失败的一种识别方法。

地震信号广义时频分析及其数值实现

基于分数阶Fourier变换的信号时频分析称为广义时频分析,将其引入地震信号处理中,是对现有基于传统变换时频分析方法的广义化拓展。这里着重数值实现,探索基于分数阶Fourier变换的时频分析,并应用了其在物探技术中新思路和比较的优势。在分数阶Fourier变换基本定义的基础上,数值实现离散分数阶Fourier变换;研究三类广义时频分析方法及其数值实现;针对地震信号,以伪Wigner分布为例,展示广义时频分析效果。经研究表明:实现的数值算法正确有效;地震信号新的广义时频分布能量更加集中,时频分析的聚焦度和信息特征更加清晰。由此可见,广义时频分析为地震信息特征分析、预测和提取提供新的视角和工具,值得进一步研究和推广。

小波包时频分析方法的研究及应用

针对非线性、非平稳信号分析与处理方法不能满足某些特别的工程要求的问题,提出将小波包变换和短时傅立叶变换融合形成小波包时频分析技术。建立了一套较完善的小波包时频分析技术框架体系。给出了小波包时频分量谱与小波包时频分量幅度谱以及小波包时频谱与小波包时频幅度谱的算法。对小波包分解的直接算法、Mallat算法、混合算法在计算量和识别精度等方面进行了比较研究。应用Visual C++,OpenGL,photoshop等计算机软件工具和虚拟仪器技术开发了一套虚拟小波包时频分析仪,能实现任意信号的小波包分解和显示。最后将小波包时频分析应用于仿真测试信号与实测机械磨床振动信号,发现小波包时频分析在识别奇异、辨别信号深层次细节方面具有较好的性质。

基于S变换的信号时频特性分析

介绍了S变换的基本原理,从理论上分析了S变换与短时傅里叶变换和小波变换的关系。对比分析了短时傅里叶变换、Wigner-Ville分布与S变换的时频谱特点。实验结果表明,S变换的时频窗口可以随频率自适应的调整,这使得S变换在非平稳信号的应用中更有实用性和灵活性。

一种适应于海量地震数据时频分析的快速算法

为了克服MATLAB时频工具箱在计算大容量的地震数据的分频处理时,存在计算速度慢、内存不足以及FFT的计算长度严重影响时频分辨率等问题,使其适应于实际海量地震数据的时频分析。对MATLAB时频工具箱中基于离散短时傅里叶变换的时频算法进行了改进,采用Fortran语言在微机上编程实现了该算法。理论实算表明,改进后的Fortran程序能够高效地计算大容量、短时窗地震数据的分频处理。

基于时-频分析的语音盲分离算法

在时-频分析算法中,窗长的选择对分离语音信号的性能有着重要的影响。文章详细介绍了基于时-频分析的语音盲分离算法,并用MATLAB仿真分析了不同窗函数、窗长的选择对分离信号性能的影响。实验证明,对于语音这种短时平稳信号,用时-频分析盲分离算法分离混合语音信号时,窗长选择为256时可取得最佳的分离效果。

线性时频分析在弱信号检测中的应用

介绍了时频分析理论及线性时频分析方法.将短时Fourier和小波变换用于弱信号的检测并比较了其性能,最后给出了计算机仿真结果.

针对磁共振射频脉冲的时频域分析方法比较研究

射频脉冲可实现样本自旋体系的精确操控,进而产生预期的核磁共振(NMR)信号,在NMR信号产生过程中扮演重要角色.该文分别采用短时傅里叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)和维格纳-威利分布(WVD)几种时频域分析方法对射频脉冲(优化形状脉冲)进行特性分析和比较.结果表明,三种方法各自具有优缺点,结合各自优势对射频脉冲进行各种方法分析,可以更好地理解复杂脉冲的幅度、相位特性在时频域的分布情况.该文的研究方法将为直观理解复杂射频脉冲对自旋体系的作用机制提供参考.

基于短时Fourier变换的瑞雷面波相速度提取

瑞雷面波勘探的主要思想是利用瑞雷面波的频散特性来反映浅层地质问题.在分析常规Fourier变换提取瑞雷面波相速度的局限性的基础上,提出采用短时Fourier变换方法对实际资料进行处理,结果表明:短时Fourier变换提取瑞雷面波相速度的方法具有较高的准确性和可靠性,有很好的应用效果和发展前景.

语音识别中的双线性时频分布技术

简单介绍了对语音识别中具有高时频分辨率优势的双线性时频分布技术,并对此技术的应用做了简单展望。

锥形核广义类时-频分布及其对语音的描述

语音的传统短时傅立叶分析方法不仅要假设语音具有准稳定性,而且其时间分辨率和频率分辨率存在着折衷。本文采用具有锥形核的广义类时-频分布(CK-GTFD)描述方法,并重点考察了它的瞬态响应和压缩交叉项的能力,结果表明,它不仅能同时获得好的时间分辨率和频率分辨率,对多分量信号也能精确地描述。最后,通过对语音的爆破音-元音转换段,以及元音-鼻辅音转换段的描述,表明了它在语音共振峰频谱描述、声门关闭时间确定,以及辅音-元音划分等方面的优势,为语音特征提取和识别打下了基础。

一种胎心音瞬时心率检测算法

目的:针对胎儿瞬时心率难以准确测量的问题,提出一种基于时频域的线性胎儿心音信号瞬时心率检测算法。方法:将临床采集到的胎儿心音信号进行预处理并进行短时傅里叶变换获得其时频图;选取胎儿心音信号模板和噪声信号模板;确定线性判别方程和判别常数;利用线性判别对胎儿心音信号进行定位,并计算胎儿瞬时心率。结果:经对医院采集的多例胎儿心音信号的测试表明,该算法的识别准确率高,计算速度快,且具有普遍适用性和有效性。结论:该算法解决了胎儿心音幅度小、易受噪声干扰的缺点,能够实时、快速、准确计算胎儿瞬时心率,并且可实现胎儿心音的定位,可为胎儿心音分析和胎儿监护提供良好的基础。

二维信号分析法在超声无损检测中的应用

本文综述了近年来二维信号分析法在超声无损检测（ＮＤＴ）中的应用，其中包括Ｍ维快速 Ｆｏｕｒｉｅｒ变换（ＦＦＴ）、 Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布（ＷＶＤ）、 Ｇａｂｏｒ变换（ＧＴ）和小波变换（ＷＴ）等，对它们各自在ＮＤＴ应用中的优缺点进行了分析比较和讨论．

超声检测数字信号处理方法研究

以钛阶梯试块为研究对象采集超声信号,以不同的信号处理方法分别从时域和时频域处理采集信号,通过短时傅里叶时频二次分析和小波时频分析分别做出频率集中处的能量分布图,并根据始波和一次底波能量峰值的采样点数差值计算其时间间隔,根据已知声速测量试块的厚度;通过小波去噪和经验模态分解对去噪后的信号找出始波和一次底波峰值,并根据其采样点数差值计算其时间间隔,根据已知声速测量试块厚度。通过对信号处理后的波形测量试块厚度比较不同超声信号处理方法。

滑动DFT在宽带数字接收机中的应用

提出了一种基于滑动DFT的数字信道化接收机的结构设计。滑动DFT算法利用前一组DFT结果仅需少量运算即可得到新一组值,因此可以达到较高的运算速度,并节省运算单元,易于硬件实现。在DFT后增加了频域卷积,以减小频谱泄漏的影响。该接收机方案基于时频分析的思路,对各信道输出数据进行聚类处理,以实现对宽带信号的截获,仿真结果验证了该结构的有效性。

1550nm激光相干雷达探测运动目标的微多普勒效应

在建立1550 nm激光相干雷达探测系统的基础上,对运动目标微多普勒效应的探测进行实验研究。利用小波多尺度分析将实验所得到的时域信号分解为不同尺度下的信号成分,对包含微多普勒特征的信号成分进行重构(逆小波变换),从而获取了目标的微多普勒特征。为了更好地分析目标运动特征和估计运动参数,使用短时时-频分析方法对获取的信号做了进一步的处理。实验结果分析表明,该系统可有效地探测运动目标的微多普勒信息,且多尺度分析方法和短时时-频分析方法的联合应用可有效地提取运动目标的微振动信息。

快速准确的自动音乐/语音分段方法

自动音乐/语音分段是语音识别技术的重要部分。该文采用回声器时频分析计算平均能量谱及定长片段的优化短时低能量比,用Bayes分类器判定类型,并根据内容连续性对分段结果修正;最后采用振幅包络匹配滤波器求所有起始点,对分段结果进一步优化。实验基于多语种电视电台录音和国内电话录音数据展开,结果显示该方法的性能FMeasure可达0.987,较已有分类系统性能有大幅提升,同时处理速度也有大幅度改进。