互信息理論在Hilbert-Huang變換中的應(yīng)用.pdf

1、大量的實(shí)驗(yàn)表明語(yǔ)音信號(hào)是一種非線性，非平穩(wěn)的信號(hào)，這使得基于線性，平穩(wěn)的傳統(tǒng)的語(yǔ)音信號(hào)處理方法在性能上無(wú)法得到更大的提高，因此研究先進(jìn)的非平穩(wěn)信號(hào)的處理方法，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)處理的研究有著重大的意義。希爾伯特黃變換足美籍華人N．E．Huang提出的一種新的時(shí)頻分析方法，是對(duì)以傅里葉變換為基礎(chǔ)的線性譜和穩(wěn)態(tài)的一項(xiàng)重大突破，并廣泛應(yīng)用在地震波分析，語(yǔ)音識(shí)別，機(jī)械故障診斷等領(lǐng)域。希爾伯特黃變換的基本思想是將復(fù)雜的多分量信號(hào)分解成簡(jiǎn)單的單分量信號(hào)，然

2、后再對(duì)每個(gè)單分量信號(hào)進(jìn)行處理。本文結(jié)合語(yǔ)音信號(hào)的特點(diǎn)，針對(duì)希爾伯特黃變換存在的問(wèn)題的提出了相應(yīng)的改進(jìn)算法，并通過(guò)實(shí)際的語(yǔ)音信號(hào)數(shù)據(jù)，對(duì)其特征進(jìn)行提取。為基于語(yǔ)音特征的應(yīng)用提供基礎(chǔ)性的特征數(shù)據(jù)。
　　 首先，在對(duì)希爾伯特黃的基本原理進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，對(duì)目前常用的信號(hào)時(shí)頻分析處理方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹、分類(lèi)、分析和對(duì)比，總結(jié)各自在信號(hào)處理中的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 其次，重點(diǎn)研究了經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法，分析和總結(jié)了其存在的不足之處。該信

3、號(hào)分解算法，對(duì)于非線性、非平穩(wěn)的信號(hào)可以得到比較合理的分解。然而，由于該算法本身存在的一些問(wèn)題，在某些信號(hào)的處理過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)分解后各個(gè)分量間的正交性失效、端點(diǎn)效應(yīng)、虛假分量的產(chǎn)生，這些問(wèn)題的存在都會(huì)直接影響著對(duì)信號(hào)特征的提取、分析、處理。本文提出丁一種基于互信息理論的虛假分量的識(shí)別方法，其基本思想是，將EMD信號(hào)分解的各個(gè)固有模態(tài)函數(shù)所攜帶的與原始的信號(hào)的信息量或者失度作為判斷虛假分量的依據(jù)，從而改善EMD分解算法的性能。
　　

4、 再次，能否精確的構(gòu)造信號(hào)的包絡(luò)線，將直接影響著信號(hào)的分解結(jié)果。
　　 在構(gòu)造包絡(luò)線時(shí)，信號(hào)兩端極值的確定是極為重要的一個(gè)步驟，如果不能恰當(dāng)?shù)拇_定端點(diǎn)處極值將會(huì)在端點(diǎn)處產(chǎn)生端點(diǎn)線效應(yīng)，其直接結(jié)果是：隨著分解的繼續(xù)將會(huì)逐步“污染”內(nèi)部的數(shù)據(jù)。為此本文提山了一種BP網(wǎng)絡(luò)延拓算法，該算法能夠較好的抑制端點(diǎn)效應(yīng)的產(chǎn)生。
　　 最后，以Matlab 7.1為仿真平臺(tái)對(duì)改進(jìn)后的算法與目前已有的算法進(jìn)行仿真對(duì)比。仿真實(shí)驗(yàn)表明，采用本文