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基于WTMM的二次型时变奇异性谱分析

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:基于WTMM的多重分形谱计算方法是利用小波分析对奇异信号的处理能力,将不同尺度局部极大值点连线,然后跟踪小波系数随尺度变化时的指数衰减规律,结合Legendre变换和Legendre谱的定义,给出的基于WTMM的时变多重分形谱估计方法。基于WMTT的多重分形谱计算方法已经被证明是一种行之有效的方法,其实质是基于小波奇异指数的Legendre多重分形谱,但配分函数的定义与5.1节中的定义在形式上有所差异。

基于WTMM的二次型时变奇异性谱分析

基于WTMM的多重分形谱计算方法是利用小波分析对奇异信号的处理能力,将不同尺度局部极大值点连线,然后跟踪小波系数随尺度变化时的指数衰减规律,结合Legendre变换和Legendre谱的定义,给出的基于WTMM的时变多重分形谱估计方法。

基于WMTT的多重分形谱计算方法已经被证明是一种行之有效的方法,其实质是基于小波奇异指数的Legendre多重分形谱,但配分函数的定义与5.1节中的定义在形式上有所差异。

首先对瞬时自相关信号做离散小波变换

根据Arneodo的定义,可得小波配分函数为

由前分析知,可用沿模最大值线的小波系数离散和代替上述积分表达式。定义L(a0)为尺度a下所有模极大线l的集合,满足

则基于极大值线集合L(a0)的小波配分函数定义为(www.xing528.com)

可见,基于小波的配分函数与传统配分函数相类似,分析小波可看成为某种特殊形状的盒子,尺度a看成是盒子的尺寸,盒子的定位由极大线确定,从而得到给定尺度下的配分函数。区间的测度是极大线l的小波变换模极大的上确界,上确界运算可克服极大值线上点附近的小波系数非常小时所引起的St(a,q)的不稳定问题,同时,也能避免由于St(a,q)快速振荡产生的较近极大值引发的数据激增问题。进一步,对于二进制离散小波变换,设ψjk(k)=2j/2(2jt-k)具有R阶消失矩,此时信号的瞬时自相关小波变换为

对于较大的正数j,W j,k含有信号的小尺度和高频信息;对于较小的j,W j,k含有粗尺度和低频信息。此时,配分函数可表示为

St(a,q)随尺度a的渐近衰减性由尺度指数τ(t,q)测量,在尺度趋向0时,配分函数的幂律特性为St(a,q)~aτ(t,q),这样通过第3章的方法即可计算得

基于Legendre变换,可得

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