基于移频技术的短时傅里叶变换阶比分析

提出了一种基于移频技术的短时傅里叶变换阶比分析算法.该算法利用傅里叶变换在频域的卷积性质,对原始信号在时域乘以e-j2πfit使fi的频谱能量搬迁到零频处,按一定的频率间隔改变fi就可以在零频处得到其他频率的频谱能量,以此来提高短时傅里叶变换在时频分析中的频率分辨率.然后在时频面上进行局部阈值降噪,同时跟踪转速的变化,最终应用到变速机械的阶比分析中.与短时傅里叶变换分析结果对比表明,本文方法可以更加准确地跟踪到实际的转速.实际降速过程中轴承信号利用本文方法进行阶比分析,成功提取到轴承的故障特征频率.     

线调频小波变换及其应用

线调频小波变换是一种新的线性时频分析方法.在介绍线调频小波变换的基础上,比较了短时傅里叶变换、连续小波变换、线调频小波变换在瞬时频率计算方面的优缺点.最后给出了在石油勘探开发中利用线调频小波变换对沉积旋回信号进行分析的一些初步应用.     

K-S变换及其电网超谐波时频分析应用

依据FFT→优化窗→IFFT思路,突破线性时频变换的窗函数积分性能桎梏,实现高性能优化窗函数的线性时频变换应用,建立新型时频变换算法——K-S变换.对信号x（t）的FFT频谱向量进行频移处理后,与该频移点下Kaiser优化窗的频谱向量进行Hadamard乘积,再将乘积结果进行FFT逆变换（IFFT）,构造出K-S变换复时频矩阵,由此获得x（t）的时间-频率-幅值、时间-频率-相位三维信息;给出逆变换的数学推导与局部性质、线性性质和变分辨率特性;0~150 kHz电网的稳态与时变超谐波信号仿真实验表明,K-S变换的时域、频域分辨能力均优于流行的短时傅里叶变换、S变换,具有优良的变分辨率性能;0~40 kHz超谐波信号的实测证明,基于K-S变换的超谐波电压幅值测量绝对误差均小于0.032 3 V.     

S变换在滚动轴承故障诊断上的应用

为了研究滚动轴承信号的非平稳特征,应用时频分析技术是一种较好的选择．研究了S变换,该方法是将短时傅里叶变换同小波变换结合起来发展的一种新算法．对多种时频分析方法进行了比较,得出S变换优于其他方法的一些特点,提出基于S变换的滚动轴承信号瞬态特征检测方法．结果表明,S变换能够以较高时频分辨率表示轴承振动中的非平稳特征,能反映出信号时频谱真实的物理意义,并且计算速度快．诊断结果验证了该方法可以用于滚动轴承的故障诊断．     

基于Morlet小波尺度参数寻优的匹配追踪时频分析

与短时傅里叶变换、连续小波变换、广义S变换等时频分析方法相比,匹配追踪方法具有更高的时频分辨率,但传统的贪婪迭代算法计算效率较低。以Morlet小波作为时频原子进行匹配追踪,通过分析尺度因子不同时Morlet小波时频原子在时间域的形态,比较信号向频率、相位和延时相同,仅尺度因子不同的不同时频原子投影的投影值,认为尺度因子对时频原子的形态具有较强的控制作用,因而对时频原子和信号局部特征的匹配性能具有较强的控制作用。基于以上分析,在利用复地震道计算信号的瞬时信息作为时频原子频率、相位和时延等参数的基础上,对Morlet小波时频原子的尺度参数首先进行一维寻优,在得到最佳尺度因子基础上对时频原子参数进行微调,提高了计算效率。针对模型测试了算法的有效性及在去除噪声和薄层厚度求取等方面的应用前景。     

被加型噪声污染的信号的线性时频表示

讨论了噪声对确定性信号的线性时频表示的影响,通过理论分析和计算机仿真,证明了被白噪声污染的信号可以用短时傅里叶变换ＳＴＦＴ和小波变换ＷＴ来分析;而被脉冲噪声污染的信号可以用ＳＴＦＴ来分析,而不宜用ＷＴ来分析。     

Chirplet变换中的参数选择研究

针对参数选取不当时Chirplet变换结果无法有效表征信号的时频特性，提出了根据待分析信号特点恰当选取Chirplet变换中各参数的方法．与修正Chirplet变换中的参数选取方法不同，该方法将伸缩因子的选取转化为构造目标函数求解最优化问题来解决．最优伸缩因子与时间、频率上的线性调频率有关，应用恰当选取的时间、频率上的线性调频率及将两者作为输入选取的最优伸缩因子，可使Chirplet变换结果具有较高的时频分辨率．采用所提方法分析两个Chirp的线性叠加信号及合成地震沉积旋回信号，在时频平面可以清晰地辨别应用短时傅里叶变换和小波变换所不能区分的两个Chirp信号，并且更精细地刻画了沉积旋回的韵律．新方法为用地震资料进行沉积旋回分析及储层研究提供了一个有力的工具．     

结构时变模态参数辨识的时频分析方法

应用线性和二次时频变换方法，即短时傅里叶变换和魏格纳—维尔分布，进行了时变结构模态参数的辨识．通过对刚度突变和刚度连续变化的单自由度系统时变参数辨识的仿真，论述了两种时频辨识方法的特点．仿真结果表明，时频变换辨识方法是辨识时变模态参数的有效工具，而且魏格纳—维尔分布二次时频表示能得到比基于短时傅里叶变换的谱图更好的辨识结果．     

滑动短时傅里叶变换的FPGA实现

为解决对混沌信号进行傅里叶变换分析后,只能得到信号中所包含的频率成分,并不能获知有关频率成分的时间局部化信息的问题,采用了短时傅里叶变换的方法,通过对短时傅里叶变换的数学公式及表达的物理意义研究后,提出了在FPGA上利用Altera公司提供的IP核资源实现短时傅里叶变换的功能,并在Modelsim软件上进行功能仿真。实验证明通过短时傅里叶变换可以对混沌信号进行很好的分析。     

常用时频变换方法的浅析与比较

傅里叶变换、短时傅里叶变换和小波变换是信号处理中最常用的时频变换工具,本文对这三种常用时频变换工具进行了理论介绍,并比较和分析了三种变换方法在信号处理中特点和存在的缺陷。     

Chirplet变换及其推广

线调频Chirplet变换是一种新的线性时频分析方法。文章在介绍线调频Chirplet变换的基础上,比较了短时傅里叶变换STFT、连续小波变换CWT和Chirplet变换在瞬时频率计算方面的优缺点。对二次调频Chirplet变换做了介绍,在线调频Chirplet变换和二次调频Chirplet变换的基础上,修改了核函数,对Chir-plet变换做了一定的改进,在一定程度上提高了某一类信号在时频域的分辨率。针对修改后的变换给出了一些算例,并给出了在石油勘探开发中利用改进后的Chirplet变换对沉积旋回信号进行分析的一些初步应用。     

井间地震资料深度域合成记录的制作方法

在对深度域的井间地震资料进行地质解释时，用于层位标定的合成记录必须是深度域的。对深度域的地震资料合成记录制作方法进行了探讨。总结归纳深度域合成记录制作过程应包括：(1)利用声波、密度等测井曲线进行层位划分并建立深-时关系，根据多层介质反射系数的波动方程推导公式，求取频率域的反射系数；(2)对时间域的井旁道记录利用同态反褶积方法提取地震子波，得到频率域的子波谱；(3)利用频率域褶积模型计算合成记录，作反傅里叶变换得到时间域合成地震记录，再根据时-深关系求出每个时域采样点对应的深度点，按照所要求的深度采样间隔进行重采样，得到深度域合成地震记录。应用实例表明，利用该方法制作的合成记录与井旁道的吻合程度较高，可以用于井间资料的层位标定。     

井间地震资料深度域合成记录的制作方法

在对深度域的井间地震资料进行地质解释时,用于层位标定的合成记录必须是深度域的。对深度域的地震资料合成记录制作方法进行了探讨。总结归纳深度域合成记录制作过程应包括:(1)利用声波、密度等测井曲线进行层位划分并建立深时关系,根据多层介质反射系数的波动方程推导公式,求取频率域的反射系数;(2)对时间域的井旁道记录利用同态反褶积方法提取地震子波,得到频率域的子波谱;(3)利用频率域褶积模型计算合成记录,作反傅里叶变换得到时间域合成地震记录,再根据时深关系求出每个时域采样点对应的深度点,按照所要求的深度采样间隔进行重采样,得到深度域合成地震记录。应用实例表明,利用该方法制作的合成记录与井旁道的吻合程度较高,可以用于井间资料的层位标定。     

小波(包)滤波方法的GUI及其在深地震测深数据处理中的应用

在深地震测深数据处理中,仍多用基于傅里叶变换的滤波方法和小波二阶相关去噪方法.鉴于傅里叶变换方法对非稳态的地震信号不能提供在时频上的任何局部信息,而小波和小波包方法弥补了傅里叶变换的不足,能够提供时频上的任何局部信息,且高阶相关比二阶相关对随机噪声有更好的抑制和去除作用,本文结合小波和小波包去噪方法以及高阶相关去噪方法,编写了深地震测深数据处理的小波和小波包滤波方法的人机交互软件,用于抑制和去除地震信号中的加性高斯随机噪声.该软件可以方便快捷地显示深地震测深的地震记录截面,进行小波域的自适应阈值去噪、小波域和小波包域的二阶和高阶相关去噪以及基于傅氏变换的常规滤波.实例计算结果表明,方法和程序是有效且可行的.     

基于MaxplusⅡ的短时傅里叶变换分析及仿真实现研究

通过短时傅里叶变换算法原理分析,运用Max+plus II设计了现场可编程逻辑器件实现高速短时傅里叶变换,该结构充分利用蝶形单元运算特点,在满足时间分辨率及频率分辨率的基础上降低了运算复杂度,并在高速率运行时钟下节省了硬件资源.最后,进行了仿真研究分析,达到了信号语谱设计要求.     

STFT和Zoom-FRFT联合的多分量LFM信号参数估计方法

针对传统基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的多分量线性调频信号(MLFM)参数估计方法中计算量大,估计精度低等问题,提出了一种短时傅里叶变换(STFT)和Zoom-FRFT联合的参数估计方法.首先,利用STFT得到MLFM信号的短时傅里叶域频谱图,对其进行直线检测得到各个分量参数的粗略估计.然后,利用LFM信号在FRFT域的频谱分布特征和STFT窗函数的主瓣带宽,计算得到待估计信号在FRFT域变换阶次和频谱的分析范围;最后,在Zoom-FRFT域采用优选法对各个分量进行精估计,得到精确的变换阶次和峰值位置.仿真结果表明,该方法可以有效地对MLFM信号进行参数估计,可以根据实际需要灵活选择窗函数的宽度和细化倍数,与传统方法相比,提高参数估计精度的同时大大减小了计算量.     

孤子在线性色散渐减光纤中压缩时自适应步长的研究

本文根据光孤子在线性色散渐减光纤中压缩时的演化规律,提出了步长随光纤中的色散长度和非线性长度的乘积变化的自适应步长分步傅里叶变换法.与定步长分步傅里叶变换法比较,同样的步数模拟,自适应步长分步傅里叶变换法可以减小引入的误差,模拟结果更准确.     

两种时频分析算法的分析比较

随着信息传递速度的提高,信号处理技术要求提高。从信号频域可以观测信号特点,但是对于自然中的非平稳信号,仅仅频域观测不能反映信号频率在时间轴上的变化,由此提出了时频分析技术,可以产生时间与频率的联合函数,方便观测信号频率在时间轴上的变化。在现有的时频分析技术中较为常见的算法有短时傅里叶变换、WVD、线性调频小波等。本文介绍WVD和线性调频小波两种算法,并通过实验仿真对两种算法进行分析。     

基于希尔伯特变换的改进地震信号谱重排

谱重排最早被称为改进的滑动时窗法,用来提高常规的时频谱分析的分辨率,其基本原理是将原时频谱中每一点的能量进行聚焦重排。由于该算法仅对信号在频率域进行重排,致使其重排过程是不可逆的。为了优化时频重排算法,将原始的谱重排算法与希尔伯特变换相结合,通过对信号求取导数并使用加窗傅里叶变换对理论信号进行再处理得到改进后的处理结果。结果表明,基于希尔伯特变换的改进谱重排算法不仅兼顾了时频谱重排和加窗傅里叶变换的优势,提高了对信号时频变换的分辨率,而且在地震勘探领域具有广泛的应用前景。     

用小波变换谱均衡法提高地震资料的分辨率

谱均衡方法是提高地震资料分辨率的一种有效方法.通常,谱均衡方法是通过傅立叶正变换在频率域实现的,但是,傅立叶变换存在着先天不足的缺陷,即时-频局域性差,它不能分析信号的局部频率特性.小波变换方法的时-频局部性要优于傅立叶变换,它克服了傅立叶变换的不足,既能保证变换是可逆的,又可以分析信号的局部频率特性.文中充分利用小波变换与谱均衡的优点,利用小波变换与谱均衡相结合的方法,对不同尺度的分解结果进行谱均衡处理,以达到提高分辨率的目的.