如何利用希尔伯特黄变换的边际谱熵进行特征提取,给出利用希尔伯特黄变换进行边际谱熵提取的代码

时间: 2023-06-11 21:06:32 浏览: 107
希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform, HHT)是一种用于非平稳信号分析的方法,其基本思想是将原始信号分解为一组本征模态函数(Empirical Mode Decomposition, EMD)和一条残差曲线。边际谱熵(Marginal Spectral Entropy, MSE)是一种用于信号特征提取的方法,可以通过HHT分解后的本征模态函数计算得到。 以下是利用Python实现HHT和MSE提取的代码示例: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from scipy.signal import hilbert from scipy.integrate import simps # 定义EMD函数 def emd(s): # 定义一个停止条件 def stop(x): return np.std(x) < 0.1 * np.mean(np.abs(x)) # 初始化 h = s sd = 1 while sd > 0.1: # 计算均值线 m = np.mean(h) # 计算上包络线 u = h.copy() u[u < m] = m # 计算下包络线 d = h.copy() d[d > m] = m # 计算均值线与上、下包络线的平均值 m1 = 0.5 * (u + d) # 计算细节信号 d1 = h - m1 if stop(d1): break # 更新h h = d1.copy() sd = np.std(h) return h # 定义HHT函数 def hht(s): # 初始化 h = s n = 0 # EMD分解 while np.abs(np.mean(h)) > 0.0001: # 计算分解后的本征模态函数 d = emd(h) # 计算分解后的残差曲线 h = h - d # 计算希尔伯特变换 ht = hilbert(d) # 计算瞬时频率 w = np.angle(ht) # 计算瞬时振幅 a = np.abs(ht) # 计算瞬时周期 p = np.diff(w) # 将周期补充到原始长度 p = np.hstack((p, p[-1])) # 计算瞬时频率的标准差 std = np.std(p) # 标准化 if std > 0: p = (p - np.mean(p)) / std else: p = np.zeros_like(p) # 保存瞬时频率和瞬时振幅 if n == 0: instfreq = w instamp = a instphase = np.zeros_like(w) instperiod = p else: instfreq = np.vstack((instfreq, w)) instamp = np.vstack((instamp, a)) instphase = np.vstack((instphase, np.zeros_like(w))) instperiod = np.vstack((instperiod, p)) n += 1 return instfreq, instamp, instphase, instperiod # 定义计算MSE函数 def mse(s): # 计算HHT分解 instfreq, instamp, _, _ = hht(s) # 计算边际谱 marginal_spectrum = np.sum(instamp ** 2, axis=0) # 计算边际密度函数 marginal_density = marginal_spectrum / np.sum(marginal_spectrum) # 计算边际谱熵 mse = -simps(marginal_density * np.log(marginal_density), dx=1 / len(marginal_density)) return mse # 示例使用 s = np.random.randn(1000) m = mse(s) print('MSE:', m) plt.plot(s) plt.show() ``` 代码中首先定义了EMD函数和HHT函数,然后定义了计算MSE的函数。最后,示例使用随机信号生成了一个长度为1000的信号并计算了其MSE值,同时绘制了信号的图形。 需要注意的是,HHT和MSE对信号的要求比较高,需要确保信号是非平稳的。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

hht(希尔伯特黄变换)信号处理

采用hht算法进行信号处理的典型例题,hht(希尔伯特黄变换)属于先进信号处理技术,1998年,Norden E. Huang(黄锷:中国台湾海洋学家)等人提出了经验模态分解方法,并引入了Hilbert谱的概念和Hilbert谱分析的方法
recommend-type

基于Matlab的FIR型希尔伯特变换器设计

为了实现数字解调,通常需要借助希尔伯特变换器对信号进行分解,利用Matlab设计希尔伯特变换器是一种最为快捷、有效的方法。通过具体的设计、仿真及对原始信号和经过希尔伯特变换器输出延迟信号的比较,说明Matlab是...
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

深入了解MATLAB开根号的最新研究和应用:获取开根号领域的最新动态

![matlab开根号](https://www.mathworks.com/discovery/image-segmentation/_jcr_content/mainParsys3/discoverysubsection_1185333930/mainParsys3/image_copy.adapt.full.medium.jpg/1712813808277.jpg) # 1. MATLAB开根号的理论基础 开根号运算在数学和科学计算中无处不在。在MATLAB中,开根号可以通过多种函数实现,包括`sqrt()`和`nthroot()`。`sqrt()`函数用于计算正实数的平方根,而`nt
recommend-type

react的函数组件的使用

React 的函数组件是一种简单的组件类型,用于定义无状态或者只读组件。 它们通常接受一个 props 对象作为参数并返回一个 React 元素。 函数组件的优点是代码简洁、易于测试和重用,并且它们使 React 应用程序的性能更加出色。 您可以使用函数组件来呈现简单的 UI 组件,例如按钮、菜单、标签或其他部件。 您还可以将它们与 React 中的其他组件类型(如类组件或 Hooks)结合使用,以实现更复杂的 UI 交互和功能。
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。
recommend-type

"互动学习:行动中的多样性与论文攻读经历"

多样性她- 事实上SCI NCES你的时间表ECOLEDO C Tora SC和NCESPOUR l’Ingén学习互动,互动学习以行动为中心的强化学习学会互动,互动学习,以行动为中心的强化学习计算机科学博士论文于2021年9月28日在Villeneuve d'Asq公开支持马修·瑟林评审团主席法布里斯·勒菲弗尔阿维尼翁大学教授论文指导奥利维尔·皮耶昆谷歌研究教授:智囊团论文联合主任菲利普·普雷教授,大学。里尔/CRISTAL/因里亚报告员奥利维耶·西格德索邦大学报告员卢多维奇·德诺耶教授,Facebook /索邦大学审查员越南圣迈IMT Atlantic高级讲师邀请弗洛里安·斯特鲁布博士,Deepmind对于那些及时看到自己错误的人...3谢谢你首先,我要感谢我的两位博士生导师Olivier和Philippe。奥利维尔,"站在巨人的肩膀上"这句话对你来说完全有意义了。从科学上讲,你知道在这篇论文的(许多)错误中,你是我可以依
recommend-type

解决MATLAB开根号常见问题:提供开根号运算的解决方案

![解决MATLAB开根号常见问题:提供开根号运算的解决方案](https://img-blog.csdnimg.cn/d939d1781acc404d8c826e8af207e68f.png) # 1. MATLAB开根号运算基础** MATLAB开根号运算用于计算一个数的平方根。其语法为: ``` y = sqrt(x) ``` 其中: * `x`:要开根号的数或数组 * `y`:开根号的结果 开根号运算的输入可以是实数、复数、矩阵或数组。对于实数,开根号运算返回一个非负实数。对于复数,开根号运算返回一个复数。对于矩阵或数组,开根号运算逐元素执行,对每个元素进行开根号运算。 #
recommend-type

inputstream

Inputstream是Java中用于从输入流中读取数据的抽象类,它是Java I/O类库中的一部分。Inputstream提供了read()和read(byte[] b)等方法,可以从输入流中读取一个字节或一组字节。在Java中,FileInputStream、ByteArrayInputStream和StringBufferInputStream都是Inputstream的子类,用于读取不同类型的输入流。