Wigner-Ville 分布

Wigner-Ville 分布(简称 WVD)是典型的二次型变换,它定义为信号瞬时相关函数的傅立

叶变换。

  • 由于在计算中不加窗操作,它避免了时域分辨率和频域分辨率之间的相互牵制。
  • 已证明,对于单分量线性调频信号,WVD 的时频表示能量集中性最优。但也正因为不涉
    及窗函数,在分析多分量信号时 WVD 会受到交叉项的干扰。

为抑制交叉项的影响,研究人员们提出了很多改进方法。

  • 典型的有伪 WVD 和伪平滑WVD,它们实际上是对 WVD 进行加窗平滑,但其平滑窗函数宽度不可调节,则时频分辨率固定。

  • 另辟蹊径,Cohen类时频方法采用不同的核函数来抑制交叉项,本质上是在模糊域对信号进行低通滤波,其中典型的方法有Choi-Williams 分布和Cone-shaped 分布等。

  • 考虑线性时频方法不受交叉项困扰的优点,L 类 WVD将短时傅立叶变换与WVD 相结合,通过对短时傅立叶变换的迭代来实现 WVD从而抑制交叉项。其本质是对非线性时频特征的线性化,但得到的时频集中度较差。

改进方法在不同程度上抑制了交叉项对 WVD 的影响,但它们不能同时消除非线性调频信号的分量自交叉项及多分量信号的分量互交叉项。不仅如此,通过加窗平滑实现的交叉项抑制,均以牺牲整个时频表示能量集中性为代价。

  • 时频分析方法均没有先验地假定信号的模型,且时频分辨率只与窗函数有关,故称之为非参数时频方法。
  • 相对地,参数化时频方法需根据信号的模型,构造匹配的变换核,其时频表示的能量集中性与变换核的参数选择有关:如果变换核和信号模型较吻合,则可取得较好的时频集中性;否则,时频集中性可能会较差。

线性调频小波变换是典型的参数化时频方法。

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