几种时频分析方法的性能比较.pdf

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。局部多项式傅里叶变换兀莝睦┱剐问健А埃第卷第年猰甕猶.,,—,.:—;在语音、通信、雷达、声纳等信号处理应用中,所考虑的信号都是时变信号,即信号的频率随时间发生变化。对于时变信号,传统的傅里叶变换无法反映其频率随时间变化的情况,而时频分析方法¨’则可以把信号描述为时间和频率的二维函数,准确反映出信号频率随时间变化的关系,从而有助于进一步阐释时变信号中的有用信息。作为信号处理领域的研究热点,时频分析方法在国内外得到了广泛关注。近年来针对时频分析及其应用领域,等期刊先后多次开辟专刊进行研讨M保逼捣治龇椒ㄒ殉晒ττ糜诶状成像、通信、语音信号分析、地震信号处理和生物医学信号处理等多个不同领域¨卫。。”国内外研究者提出了多种形式的时频分析方法,通常可将其划分为线性时频分析方法如短时傅里叶变换和小波变换等,和双线性时频分析方法如魏格纳一维尔分布嗨咝员浠坏取А是最常见的双线性变换方法,它可以对线性调频信号提供较好的时频聚集度,但是在处理多分量信号时却会受到交叉项的干扰。为了抑制慕徊嫦睿交蔽焊衲梢晃植糞引起了人们的关注,但是它在抑制交叉项的同时却会导致信号的时频分辨率降低。短时傅里叶变换是线性时频分析方法的代表,但是其时频聚集度较低,信号的时频分辨率也较它使用多个参数去逼近多项式相位信号的瞬时频率,因此可以提供比瑀旁降氖逼稻奂取和对应的文章编号:———.杭州师范大学信息科学与工程学院,浙江杭州;憬笱Э蒲в爰际跹芯吭海憬贾摘要:在时频分析算法的研究中,传统傅里叶变换无法反映时变信号中信号频率随时间变化的关系,而时频分析方法则是处理时变信号的有效工具。为了比较谱图、魏格纳一维尔分布⑵交蔽焊衲梢晃植糞、局部多项式周期图、猰⒏咚咕断蚝撕齊时频分布等质逼捣治龇椒ǖ男阅埽攵韵咝缘髌敌藕藕驼业髌敌藕牛运彩逼率估计的最小均方误差、信号的时频聚集度、运算时间等方面为指标对上述址椒ń辛吮冉稀2⑶腋隽松鲜种方法对多分量信号和蝙蝠声音信号的时频表示比较。为处理不同信噪比下的不同信号选择合适的时频分析方法提供了依据。关键词:时频分析方法;局部多项式周期图;高斯径向核函数时频分布中图分类号:文献标识码:,甌瑃,;,基金项目:国家自然科学基金项目收稿日期:——修回日期:——!·——琀珻;甋:.—瑃,.,,、、—.
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蚴∽⋯中,砂一主南’一五专而苫中,妒一旁两。籺,∞篔;瑃;￡,面￡丁⋯—争‘;僖籎钢质逼捣治龇椒ḿ蚪魏格纳一维尔分布;￡,叫尽管丌属于线性变换,但实际应用中如语音处理中,形式,通常采用的是二阶的凹涠ㄒ迦缦隆数,可以通过多项式时频变换盯‘”颉陏分布⋯兰频/日丁眉杲表示为模平方,分别为谱图和局部多项式周期图彩粲谒线性变换的范畴。为了克服蛃髯缘娜钡悖岷掀优点,应运而生¨“,在保留运算简单的优点的同时,能有效抑制械慕徊嫦睢8咚咕断蚝撕齊时频分布是一种自适应的时频分布¨⋯,通过选择与信号相匹配的自适应核函数以有效处理多种信号。本文将针对上述质逼捣治龇椒ń斜冉希苑抡嫘号和实际信号进行时频分析,分别从瞬时频率估计的最小均方误差⑿藕诺氖逼稻奂菴⒃怂闶奔涞确矫嫣教终几种时频分析方法的性能和各自的优势。对于时变信号戈琖是其自相关函数’—母道镆侗浠恍问剑鋀的表达式如下籺,∞一下/”作为双线性时频分析方法代表的魏格纳一维尔分布可以