【MATLAB 】 EMD信号分解+希尔伯特黄变换+边际谱算法

简介: 【MATLAB 】 EMD信号分解+希尔伯特黄变换+边际谱算法

微信公众号由于改变了推送规则,为了每次新的推送可以在第一时间出现在您的订阅列表中,记得将本公众号设为星标或置顶哦~

有意向获取代码,请转文末观看代码获取方式~

展示出图效果

1 EMD信号分解算法

EMD 分解又叫经验模态分解,英文全称为 Empirical Mode Decomposition。

EMD 是一种信号分解方法,它将一个信号分解成有限个本质模态函数 (EMD) 的和,每个 EMD 都是具有局部特征的振动模式。EMD 分解的主要步骤如下:

  1. 将信号的局部极大值和极小值连接起来,形成一些局部极值包络线。
  2. 对于每个局部极值包络线,通过线性插值得到一条平滑的包络线。然后将原信号减去该包络线,得到一条局部振荡的残差信号。
  3. 对于该残差信号,重复步骤1和2,直到无法再分解出新的局部振荡模式为止。
  4. 将所有的局部振荡模式相加,得到原始信号的EMD分解。 EMD分解的优点是能够很好地处理非线性和非平稳信号,并且不需要预先设定基函数。因此,EMD分解在信号处理、图像处理和模式识别等领域得到了广泛的应用。

要想在 MATLAB 中使用 EMD 分解首先要安装 EMD 分解的 MATLAB 工具包。

关于简短的代码视频教程均可关注B站、小红书、知乎同名账号(Lwcah)观看教程~

EMD 工具包的安装:在 MATLAB 打开 package_emd 文件夹,运行 install_emd. M 以及 index_emd. M 两个函数如下图所示即可完成工具包的安装。

MATLAB 信号分解第一期-EMD:

https://mbd.pub/o/bread/ZJWZmplq

信号分解全家桶详情请参见:

https://mbd.pub/o/author-aWWWnHBsYw==/work

2 希尔伯特黄变换

希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang Transform,简称HHT)是一种新型的信号分析方法,能够有效地处理非线性、非平稳信号。

对每一个IMF进行希尔伯特变换,可以得到该IMF的解析解。解析解包括一个实部和一个虚部,这两个部分对应于IMF的瞬时频率和瞬时幅值。通过对所有的IMF进行希尔伯特变换,可以得到整个信号的希尔伯特谱。这个谱可以用来分析信号的频率和幅值随时间的变化情况。

希尔伯特黄变换的优点在于其完全自适应性,不需要预设任何参数。此外,该方法能够处理非线性、非平稳信号,因此在许多领域,如地球物理学、生物医学工程等,得到了广泛的应用。

3 边际谱算法

边际谱算法是一种分析非高斯、非线性信号的方法,它基于EMD(经验模式分解)和希尔伯特黄变换(Huang-Hilbert Transform)。

首先,通过EMD将信号分解成一系列固有模态函数(IMF),然后对每个IMF进行希尔伯特变换,得到瞬时频率和瞬时幅值。这些瞬时频率和瞬时幅值构成了信号的希尔伯特谱。

接着,对希尔伯特谱进行边际谱分析。具体来说,将希尔伯特谱的频率和幅值视为二维空间中的一个点,对所有点按照频率进行排序,然后对每个频率点的幅值求和,就得到了边际谱。

通过边际谱,我们可以得到信号在不同频率下的能量分布情况,从而对信号进行分析。这种方法特别适合于处理非高斯、非线性信号。

4 代码获取

如下为简短的视频操作教程。

算法代码获取:

https://mbd.pub/o/bread/ZJyXm51p

https://mbd.pub/o/bread/ZJyXm59r

关于代码有任何疑问,可以一起探讨科研,写作,代码等诸多学术问题,我们一起进步~


1、感谢关注 Lwcah 的个人公众号,有关资源获取,请公众号后台发送推文末的关键词,自助获取。

2、若要添加个人微信号,请后台发送关键词:微信号。

3、若要进微信群:Lwcah 科研技巧群 3。请添加个人微信号后进群(大家沉浸式科研,广告勿扰),不定时更新科研技巧类推文。可以一起探讨科研,写作,文献,代码等诸多学术问题,我们一起进步。


记得关注公众号,并设为星标哦~谢谢啦~


目录
相关文章
|
3月前
|
机器学习/深度学习 算法 机器人
【水下图像增强融合算法】基于融合的水下图像与视频增强研究(Matlab代码实现)
【水下图像增强融合算法】基于融合的水下图像与视频增强研究(Matlab代码实现)
367 0
|
4月前
|
传感器 机器学习/深度学习 编解码
MATLAB|主动噪声和振动控制算法——对较大的次级路径变化具有鲁棒性
MATLAB|主动噪声和振动控制算法——对较大的次级路径变化具有鲁棒性
250 3
|
3月前
|
机器学习/深度学习 算法 机器人
使用哈里斯角Harris和SIFT算法来实现局部特征匹配(Matlab代码实现)
使用哈里斯角Harris和SIFT算法来实现局部特征匹配(Matlab代码实现)
199 8
|
3月前
|
机器学习/深度学习 算法 自动驾驶
基于导向滤波的暗通道去雾算法在灰度与彩色图像可见度复原中的研究(Matlab代码实现)
基于导向滤波的暗通道去雾算法在灰度与彩色图像可见度复原中的研究(Matlab代码实现)
214 8
|
3月前
|
编解码 算法 数据可视化
MATLAB 实现同步压缩小波变换
MATLAB 实现同步压缩小波变换
262 3
|
3月前
|
机器学习/深度学习 算法 数据可视化
基于MVO多元宇宙优化的DBSCAN聚类算法matlab仿真
本程序基于MATLAB实现MVO优化的DBSCAN聚类算法,通过多元宇宙优化自动搜索最优参数Eps与MinPts,提升聚类精度。对比传统DBSCAN,MVO-DBSCAN有效克服参数依赖问题,适应复杂数据分布,增强鲁棒性,适用于非均匀密度数据集的高效聚类分析。
|
3月前
|
开发框架 算法 .NET
基于ADMM无穷范数检测算法的MIMO通信系统信号检测MATLAB仿真,对比ML,MMSE,ZF以及LAMA
简介:本文介绍基于ADMM的MIMO信号检测算法,结合无穷范数优化与交替方向乘子法,降低计算复杂度并提升检测性能。涵盖MATLAB 2024b实现效果图、核心代码及详细注释,并对比ML、MMSE、ZF、OCD_MMSE与LAMA等算法。重点分析LAMA基于消息传递的低复杂度优势,适用于大规模MIMO系统,为通信系统检测提供理论支持与实践方案。(238字)
|
4月前
|
机器学习/深度学习 传感器 算法
【无人车路径跟踪】基于神经网络的数据驱动迭代学习控制(ILC)算法,用于具有未知模型和重复任务的非线性单输入单输出(SISO)离散时间系统的无人车的路径跟踪(Matlab代码实现)
【无人车路径跟踪】基于神经网络的数据驱动迭代学习控制(ILC)算法,用于具有未知模型和重复任务的非线性单输入单输出(SISO)离散时间系统的无人车的路径跟踪(Matlab代码实现)
289 2
|
3月前
|
存储 人工智能 移动开发
利用 Hough 变换处理量测得到的含杂波的二维坐标,解决多目标航迹起始问题(Matlab代码实现)
利用 Hough 变换处理量测得到的含杂波的二维坐标,解决多目标航迹起始问题(Matlab代码实现)
|
3月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 负载均衡
结合多种启发式解码方法的混合多目标进化算法,用于解决带工人约束的混合流水车间调度问题(Matlab代码实现)
结合多种启发式解码方法的混合多目标进化算法,用于解决带工人约束的混合流水车间调度问题(Matlab代码实现)
190 0