基于参数化广义Beta窗的多尺度自适应时频分解算法(MATLAB)

B站影视 内地电影 2025-05-14 07:46 2

摘要:担任《Mechanical System and Signal Processing》《中国电机工程学报》等期刊审稿专家,擅长领域:信号滤波/降噪,机器学习/深度学习,时间序列预分析/预测,设备故障诊断/缺陷检测/异常检测。

开始│├─ 输入信号与参数初始化│ ││ ├─ 设定信号参数(采样率、时长、频率成分)│ └─ 生成合成地震信号(含时移和频率叠加)│├─ 时频分解主流程│ ││ ├─ 确定尺度参数范围(s0到sJ)│ │ ││ │ ├─ 根据频率上下限计算初始和终止尺度│ │ └─ 通过对数间隔划分多级尺度│ ││ ├─ 构建小波基函数│ │ ││ │ ├─ 计算归一化参数和频率映射│ │ └─ 生成广义Beta小波的频域表达式│ ││ ├─ 信号频域转换│ │ ││ │ └─ 对输入信号执行FFT│ ││ └─ 多尺度卷积与重构│ ││ ├─ 对每个尺度:│ │ ││ │ ├─ 小波频域与信号频域相乘│ │ └─ 逆FFT得到时域表示│ ││ └─ 汇总所有尺度结果│└─ 输出时频矩阵与中心频率结束

详细流程步骤

1. 信号生成阶段

构造含双频成分的合成地震信号

添加时间偏移形成叠加波形

定义信号采样率与时间轴范围

2. 参数初始化

设定小波形状控制参数(a, b)

确定待分析的频率范围(fmin, fmax)

计算尺度参数转换系数(c)

3. 尺度系统构建

通过指数间隔生成分析尺度序列

根据最大/最小频率计算起始/终止尺度

采用对数间隔划分多分辨率层级

4. 小波函数构造

在频域构造广义Beta窗函数

通过反正切函数实现频率-尺度映射

设计具有参数化衰减特性的基函数

5. 频域卷积运算

对输入信号执行快速傅里叶变换

各尺度小波与信号频谱逐点相乘

通过逆傅里叶变换重构时域分量

6. 结果整合

组合所有尺度的分解结果

计算各尺度对应的中心频率

生成时间-频率-幅值三维矩阵

应用领域

1 地震勘探信号处理

地层反射波识别与薄层分辨率增强

油气储层特征分析

2 机械故障诊断

轴承振动信号中的瞬态冲击检测

旋转机械非平稳特征提取

3 生物医学工程

心电/脑电信号中的事件定位

病理特征波形的时频特性分析

4 通信系统分析

非平稳干扰信号分离

跳频信号参数估计

5 声学处理

乐器泛音成分追踪

水下声呐信号特征提取

https://www.zhihu.com/consult/people/792359672131756032?isMe=1

担任《Mechanical System and Signal Processing》《中国电机工程学报》等期刊审稿专家,擅长领域:信号滤波/降噪,机器学习/深度学习,时间序列预分析/预测,设备故障诊断/缺陷检测/异常检测。

来源:子琳教育

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