Hilbert-Huang变换：非平稳地震数据的新处理策略

"基于Hilbert-Huang变换理论的非平稳数据处理是一篇由程磊和瞿伟廉合作的首发论文，针对土木工程领域常见的非平稳信号分析问题提出了创新性的解决方案。传统的傅立叶变换方法因其局限性，如不能处理频率随时间变化的非线性和非平稳信号，以及缺乏局部时频分辨率，对于地震工程中的复杂振动信号分析并不适用。Hilbert-Huang变换（HHT）作为一种新型的信号处理技术，由经验模态分解（EMD）和Hilbert谱分析（HSA）两部分构成，解决了这些问题。 EMD将非平稳信号分解为一系列固有模态函数（IMF），这些IMF反映了信号的不同频率成分及其随时间的变化情况。通过对每个IMF进行Hilbert谱分析，可以得到信号在联合频率-时间域的精确描述，极大地提高了时频分辨率。与传统的傅立叶谱相比，Hilbert谱提供了更为全面的信息，特别是在信号的局部特性方面。这使得HHT特别适用于地震波记录等复杂数据的分析，能够揭示其振幅、频率和时间的三维分布，从而更准确地评估信号的稳定性和动态特性。 该研究不仅详细阐述了HHT的基本原理和应用步骤，还通过实际应用到Elcentro地震波记录的数据处理，展示了HHT在解决非平稳信号分析中的优势。通过对比分析得到的振幅-频率-时间三维分布图和边际谱，研究人员能够量化地描述信号的平稳程度，这对于地震工程中的结构健康监测和灾害预警具有重要意义。 总结来说，这篇论文的重要性在于它引入了一种强大的工具，能够处理和分析复杂的非平稳数据，拓宽了土木工程领域内振动信号处理的边界，为地震工程和其他相关领域提供了新的理论支持和技术手段。"