Matlab时频分析技术及其应用PDF电子书下载

目录 2

第1部分　基础理论 2

第1章　时频分析基本理论 2

1.1 时频分析的基本概念 2

1.1.1　非平稳随机信号 2

1.1.2　时频分析的由来及分类 3

1.1.3　瞬时频率和群延迟 3

1.1.4　信号分辨率 4

1.2　短时傅立叶变换 5

1.2.1　基本概念 5

1.2.2　基本性质 7

1.2.3　窗函数的选择 8

1.3　小波变换 9

1.3.1　连续小波变换 9

1.3.2　离散小波变换 12

1.3.3　正交小波变换 13

1.3.4　小波包 14

1.3.5　小波变换和傅立叶变换的比较 15

1.4　Wigner-Ville分布 15

1.4.1 Cohen类时频分布 16

1.4.2 Wigner-Ville分布定义及性质 16

1.4.3　模糊函数 16

1.5 Matlab简介 17

1.5.1 Matlab的产生背景 17

1.4.4　交叉项问题 17

1.5.2 Matlab的强大功能 18

1.5.3 Matlab语言特点 19

第2部分　时频分析工具箱及其应用 24

第2章　时频分析工具箱函数简介 24

第3章　非平稳信号的一般处理 26

3.1 计算瞬时频率和群延迟 26

3.2　非平稳信号的生成 31

3.2.1 信号产生函数的基本用法 32

3.2.2　非平稳信号生成实例 52

4.1 短时傅立叶变换 57

4.1.1　相关的函数基本用法 57

第4章　线性时频表示 57

4.1.2　实例分析 61

4.2　时间-尺度分析 65

第5章　二次型时频表示 66

5.1 谱图 66

5.2 Cohen类时频分布 70

5.2.1 Wigner-Ville分布 70

5.2.2 伪Wigner-Ville分布 73

5.2.3 Cohen类时频分布 76

5.2.4 其他重要的能量分布 82

5.3 Affine类时频分布 92

5.3.1　尺度图 92

5.3.2　乘积核分布 94

5.3.3　Affine类平滑伪Wigner分布 95

5.3.4　局部化双频核函数分布 99

第6章　时频分布处理 107

6.1　时频分布的重排 107

6.1.1　谱图的重排 107

6.1.2 Cohen类时频分布的重排 112

6.1.3 Affine类时频分布的重排 116

6.2　时频图像的信息提取 118

6.2.1　矩和边缘特性 118

6.2.2　干扰项中的相位信息 124

6.2.3 Renyi信息 126

6.3.1 Hough变换 127

6.3 Wigner-Hough变换 127

6.3.2 W-H变换 128

第7章 时频分析在信号处理中的应用 132

7.1 引言 132

7.2　信号检测 132

7.2.1　暂态信号检测 133

7.2.2　线性调频信号的检测和估计 135

7.3　语音信号处理 140

7.3.1　短时能量 141

7.3.2　端点检测 143

7.3.3　语音识别 145

7.4　医学信号处理 147

7.4.1 时频分析在心电图（ECG）信号处理中的应用 148

7.4.2　时频分析在心音（PCG）信号处理中的应用 152

7.4.3　时频分析在脑电图（EEG）信号处理中的应用 157

7.5　合成孔径雷达（SAR）信号处理 159

7.5.1　基本原理 159

7.5.2　例程分析 160

第8章 时频分布在故障诊断中的应用 163

8.1　引言 163

8.2　时频分布在轴承故障诊断中的应用 164

8.2.1　计算正常轴承信号的Choi-Williams分布 164

8.2.2 Choi-Williams分布用于轴承外环故障诊断 166

8.2.3 Choi-Williams分布用于轴承滚动体故障诊断 168

8.3 时频分布在齿轮故障诊断中的应用 171

8.3.1　正常齿轮信号的伪Wigner-Ville分布 171

8.3.2　伪Wigner-Ville分布用于齿轮点蚀故障诊断 173

8.3.3　伪Wigner-Ville分布用于齿轮裂纹故障诊断 175

第3部分　小波工具箱及其应用 180

第9章　Matlab小波工具箱 180

9.1 小波工具箱函数简介 180

9.1.1　小波通用函数 183

9.1.2　小波函数 189

9.1.3　一维连续小波变换的函数简介 193

9.1.4　一维离散小波变换的函数简介 194

9.1.5　一维平稳小波变换的函数简介 199

9.1.6　二维离散小波变换的函数简介 200

9.1.7　二维平稳小波变换的函数简介 204

9.1.8　小波包分析的函数简介 205

9.1.9　小波降噪和压缩函数简介 209

9.1.10　小波包降噪和压缩函数简介 214

9.1.11 小波工具箱其他应用函数简介 215

9.2　Matlab小波分析的图形实现 217

9.2.1 小波GUI中的小波和小波包显示 218

9.2.2　小波GUI中的信号和图像延拓 219

9.2.3　一维小波变换 220

9.2.4　二维小波变换 230

9.3 自定义小波基函数的添加 233

9.3.1　准备工作 233

9.3.2　添加一个新小波函数 235

9.3.3　添加新小波函数之后 235

10.1.1　含噪的三角波与正弦波的组合 236

第10章　小波变换在信号处理中的应用 236

10.1　小波分解在信号分析中的应用实例 236

10.1.2　含噪的多项式信号 240

10.2　小波变换在信号降噪和压缩中的应用 243

10.2.1　信号降噪 243

10.2.2　信号压缩 251

10.3　小波分析在电力负载信号处理中的应用 252

10.3.1　信号分解 252

10.3.2　暂态信号检测 255

10.3.3　传感器故障检测 256

10.3.4　奇异点定位和消除 258

11.1.1 基于小波变换的图像分解和重构 261

11.1　基本原理 261

第11章　小波变换在图像处理中的应用 261

11.1.2　图像边界的基本处理方法 262

11.2 Matlab基本图像类型及相互转换 263

11.2.1 Matlab的基本图像类型 263

11.2.2 Matlab图像类型的相互转换 264

11.2.3　例程分析 266

11.3　小波分析在图像消噪中的应用 268

11.3.1　基本原理 268

11.3.2　例程分析 269

11.4　小波分析在图像压缩中的应用 272

11.4.1　基本原理 272

11.4.2　例程分析 272

11.5.2　例程分析 276

11.5 小波分析在图像平滑中的应用 276

11.5.1　基本原理 276

11.6　小波分析在图像增强中的应用 278

11.6.1　基本原理 278

11.6.2　例程分析 278

11.7 小波分析在图像融合中的应用 279

11.7.1　基本原理 279

11.7.2　例程分析 280

11.8 小波变换在数字水印中的应用 282

11.8.1　基本原理 283

11.8.2　例程分析 284

12.1 引言 289

第12章　小波包在信号处理中的应用 289

12.2.1 从命令行显示小波包树 290

12.2　小波包树的管理 290

12.2.2　从图形用户接口（GUI）绘制小波包树 292

12.2.3　对小波包设置阈值 294

12.3 小波包在信号时频分析中的应用 296

12.3.1 δ信号的小波包分析 296

12.3.2　正弦信号的小波包分析 297

12.3.3　变频信号的小波包分析 299

12.3.4　调频信号的小波包分析 301

12.4.1　基本原理 303

12.4.2　例程分析 303

12.4　小波包在信号消噪中的应用 303

12.5　小波包在信号压缩中的应用 304

12.5.1　基本原理 304

12.5.2　例程分析 305

第13章　小波包在图像处理中的应用 307

13.1 引言 307

13.2　小波包在图像消噪中的应用 307

13.2.1　基本原理 307

13.2.2　例程分析 308

13.3 小波包在图像压缩中的应用 311

13.3.1　基本原理 311

13.3.2　例程分析 311

13.4.1　基本原理 313

13.4　小波包在图像边缘检测中的应用 313

13.4.2　例程分析 314

第14章　小波分析在交通领域中的应用 317

14.1 引言 317

14.2　小波变换在汽车变速器轴承故障诊断中的应用 318

14.2.1　轴承外环故障诊断 318

14.2.2　轴承滚动体故障诊断 323

14.3　小波变换在汽车变速器齿轮故障诊断中的应用 325

14.4　小波变换在路面不平度分析中的应用 328

14.4.1 路面不平度的数值模拟 328

14.4.2　路面不平度的小波分析 329

14.5.1 四轮路面输入的数值仿真 333

14.5 小波变换在车辆非平稳振动分析中的应用 333

14.5.2　车辆振动的小波分析 337

第15章　Matlab提升小波变换与应用初步 341

15.1　提升小波变换的基本原理 341

15.1.1　提升算法 341

15.1.2　提升框架下的整数小波变换 342

15.2 Matlab提升小波变换函数 343

15.3 Matlab提升小波变换的实现技术 349

15.3.1 一维提升小波变换 349

15.3.2　二维提升小波变换 350

15.3.3　一维提升小波反变换 351

15.3.4　二维提升小波反变换 351

参考文献 353