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emd分解

EMD分解(經驗模態分解)是一種信號處理方法,旨在將複雜信號分解為有限個本徵模函式(IMF),每個IMF代表信號中的不同時間尺度的局部特徵。EMD分解的基本原理和步驟如下:

原理。EMD分解基於數據自身的時間尺度特徵,無需預先設定任何基函式。這種方法是自適應的,僅從數據中生成表示數據的基函式。EMD分解生成的基函式是本徵模態函式(IMFs),它們是局部正交基函式,其振幅和頻率隨時間變化。

步驟。通常包括提取原始信號的極值點,用三次樣條插值法連線極值點生成上下包絡線,計算包絡線的平均值得到均值包絡線,然後將原始信號減去均值包絡線得到細節信號(中間信號)。如果細節信號滿足EMD分解的條件,即極值點數目與過零點數目相等或最多相差一個,且局部極大值和極小值的包絡平均值為零,則將其視為一個IMF。如果不滿足,將細節信號作為新的原始信號,重複以上步驟。繼續這個過程直到滿足條件的IMFs被提取出來,最後將所有提取的IMFs與殘差慢趨勢相加,以重建原始信號,實現完美的信號重構。

EMD分解適用於非線性、非平穩信號的處理,與短時傅立葉變換、小波分解等方法相比,EMD更加直觀、自適應。它在信號處理、圖像處理、振動分析等領域有著廣泛的套用。