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