非平稳信号的时频变换研究

【摘要】时频变换是分析非平稳信号的一种重要方法,它提供了时域和频域的联合分布信息,清楚地描述了信号频率随时间变化的关系,能给出各个时刻的信号瞬时频率及其幅值。本文以时频变换作为研究对象,在对传统时频变换做出深入分析的基础上,重点研究了一种线性时频分析方法—广义S变换。首先,本文介绍了短时傅里叶变换、小波变换、魏格纳-威尔分布等传统的时频变换方法,并通过仿真实验比较了各自的优缺点,紧接着重点介绍了S变换的基本原理及推导过程。为了提高S变换对非平稳信号的分析能力,本文通过两个调节参数来改造S变换的高斯窗函数,得到了广义S变换,并给出了广义S变换的算法实现,同时,将其与传统的时频变换方法进行了仿真比较,结果表明广义S变换可以得到更好的时频分析效果。其次,利用广义S变换的类似多分辨率特性,本文设计了基于广义S变换的时频滤波方法和阈值滤波方法,同时将这两种方法应用于人工合成的地震信号和实际地震信号的去噪处理中,仿真结果表明这两种方法都能有效地去除噪声。由于广义S变换可以看成是小波变换的相位校正,所以小波变换的一些理论也适用于广义S变换。基于此,将小波阈值降噪的思想引入到二维广义S变换中,设计了基于二维广义S变换的阈值图像降噪方法。仿真实验表明该方法能提高图像的信噪比,抑制图像的噪声,是一种有效的图像降噪方法。最后,为了方便用传统的时频变换方法及广义S变换对信号的时频进行分析,本文设计并实现了基于VC++和MATLAB混合编程的时频分析系统软件,为用户实验测试提供了一个快速、简单的平台。
【作者】李仙；
【导师】杨永侠；
【作者基本信息】西安工业大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】非平稳信号；时频变换；广义S变换；滤波方法；混合编程；

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