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时间序列分析之经验模态分解(EMD)和集成经验模态分解(EEMD)
在上⼀篇⽂章()中,有同学问IMF1、IMF2这些分量的含义。这⾥举个简单的例⼦解释⼀下: 电子束焊接
⾸先我们⽣成⼀段信号,它是由4Hz的正弦波、10Hz的正弦波和⽩噪声叠加⽽成的。如下图: 左侧3个信号叠加⽣成右侧信号
现在我们将合成后的信号进⾏EMD分解,结果如下图:
5张图分别为:原始信号、IMF1、IMF2、IMF3、残差
密钥索引从EMD分解图中可以看出,IMF1为10Hz的分量,IMF2为4Hz的分量。所以简单(且理想化)地说,IMF的各个分量分别代表了原始信号中的各频率分量,并按照从⾼频到低频的顺序依次排列。这也就是(⾮常简单的情况下的)IMF的物理含义。
电子发声挂图
那IMF3等分量⼜代表了什么呢?在这个例⼦⾥,它们没有意义,属于EMD端点效应等带来的副作⽤,⾄于端点效应,在后续的⽂章⾥会讲到。
通过这个例⼦的说明,我们可以得到EMD的⼀⼤特点:⾃适应地进⾏信号主要成分分析(不是PCA)。也就是说,EMD分解信号不需要事先预定或强制给定基函数,⽽是依赖信号本⾝特征⽽⾃适应地进⾏分解。
导电布双面胶
当然,现实中的信号分量(IMF)不会像例⼦中⼀样保持完全稳定的频率和振幅,也常常⽆法从各分量中直接看出信号规律。EMD分解经常被⽤作信号特征提取的⼀个预先处理⼿段,将各IMF分量作为后续分析⽅法的输⼊,以完成更加复杂的⼯作。
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