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什么是ISC?深度解析!

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:由任意两个相邻的极大(或小)值点、确定的直线lk(y=)在二者之间的极值Xk+1对应的时刻τk+1处的函数值与Xk+1的比值保持不变,更一般地,即要满足:图2.1瞬时频率具有物理意义的四种典型单分量信号一般地,a取0.5,此时满足上述条件(Ⅰ)(Ⅱ)的单分量信号,称为内禀尺度分量。条件(Ⅱ)是为了保证得到的ISC的波形的光滑性和对称性。

什么是ISC?深度解析!

在定义瞬时频率具有物理意义的单分量信号之前,先考察瞬时频率具有物理意义的典型单分量信号,如正弦(或余弦)信号、调幅信号、调频信号、调幅调频信号。图2.1给出了这四种典型信号的时域波形图。图中,连接任意两个相邻的极大值点的线段与过二者之间的极小值点且垂直于横轴的直线相交于A点。图2.1中它们都有一个共同点,那就是A点与极值B点关于横轴近似对称。由此可以给出新的瞬时频率具有物理意义的单分量信号所需要满足的条件。

LCD方法假设任何复杂信号由不同的ISC分量组成,任何两个ISC分量之间相互独立,这样任何一个信号x(t)就可以被分解为有限个ISC分量之和,其中任何一个内禀尺度分量需满足以下两个条件:

(Ⅰ)整个数据段内,极大值为正,极小值为负,且任意两个相邻的极大值与极小值之间呈现严格单调性。

(Ⅱ)整个数据段内,假设所有极值点为Xk,对应的时刻为τk,k=1,2,…,M,其中M为极值数目。由任意两个相邻的极大(或小)值点(τk,Xk)、(τk+2,Xk+2)确定的直线lk(y=)在二者之间的极值Xk+1对应的时刻τk+1处的函数值(记为Ak+1)与Xk+1的比值保持不变,更一般地,即要满足:

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图2.1 瞬时频率具有物理意义的四种典型单分量信号

(图中A点为相邻两极大值的连线在中间极小值时刻的取值,B为极小值)

一般地,a取0.5,此时

满足上述条件(Ⅰ)(Ⅱ)的单分量信号,称为内禀尺度分量(ISC)。条件(Ⅰ)要求相邻的极值点之间单调,是为了消除骑波的情形,保证波形的单一。条件(Ⅱ)是为了保证得到的ISC的波形的光滑性和对称性。条件(Ⅰ)(Ⅱ)保证了ISC分量在任意极大值点和相邻的极小值点之间具有单一模态,局部吻合正余弦曲线,瞬时频率具有物理意义。

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