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Hilbert-Huang变换(HHT)是一种强大的非线性非平稳信号分析方法,它通过经验模态分解(EMD)和希尔伯特谱分析两个核心步骤实现时频特性提取。
首先,EMD会将原始信号自适应地分解为若干本征模态函数(IMF),每个IMF需满足极值点与过零点数量相差不超过1的条件。分解过程通过迭代筛选实现:先识别信号极值点,用上下包络线计算均值曲线,再用原始信号减去均值得到候选IMF,直至满足停止准则。
随后,对每个IMF进行希尔伯特变换得到瞬时频率和振幅,进而生成时间-频率-能量的三维希尔伯特谱。与传统傅里叶变换相比,HHT无需预设基函数,特别适合分析非线性、非平稳信号,如地震波或生物医学信号。
实际应用中需注意模态混叠问题,可通过改进的EEMD方法缓解。完整的HHT实现还包含端点效应处理、IMF有效性判断等细节,这些因素直接影响时频分析结果的准确性。