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第4章 时频分析与连续小波变换,4.1 非平稳信号与时频分析,4.1.1 非平稳信号的时变特征与傅里叶变换的局限性时频特征与时频分析(1)鲸鱼鸣叫的声信号,(2)滑动轴承的干摩擦信号,傅里叶变换的局限性,例1:,例2:,4.2短时傅里叶变换STFT4.2.1 定义式中:时移步长;窗函数;积分核;表示 的复共轭。,4.2.2 STFT的时频特性及其局限性(1)窗口参数表示 如果窗函数,且 窗中(重)心,窗半径,(2)Heisenberg 不确定性 不失一般性,设,则,故,(3)自适应时频窗特性,4.3 连续小(子)波变换,4.3.1 定义 具有有限能量的函数 的子波变换定义为以函数族 为积分核的积分变换,式中,(4-1),4.3.2 小波函数的特征和基本要求,与小波性能有关的几个问题(1)容许性条件 的连续子波逆变换或原信号的重构由下式给出,(4-2),满足此条件的子波称为容许小波。,(2)正则性条件 频域表示,(4-3),(3)重构(建)核方程,重构核,(4-4a),(4-4b),4.3 子波变换的时频窗特性4.3.1 时窗 中心 令 半窗宽,4.3.2 频窗 中心 半窗宽,4.4子波变换的工程理解1.系统响应 将 看成是输入某系统的信号,该系统的单位脉冲响应为,2.从滤波的观点看,4.5 子波变换与短时傅里叶变换的比较,例:信号,