有关HHT学习遇到的一些问题的解答整理

引用 a1runner 2010-12-9 15:40

本帖最后由 a1runner 于 2010-12-9 15:42 编辑

柯西主值其实应该是第二类广义积分--即无界积分里面的概念，其目的就是避开积分式中分母为0的点

引用 a1runner 2010-12-9 15:55

DataDemon软件简介：
官网 http://mydatademon.com/
DynaDx公司开发了DataDemon软件，其中核心的功能就是HHT变换，最新的EEMD算法也已集成到软件中。NASA已将其持有的HHT的专利，独家授权给了美国DynaDx公司。
软件的说明书：DataDemon-时频分析解决方案
在DataDemon中包含多样化的讯号分析工具、针对非稳态非线性讯号处理的Hilber-Huang Transform (HHT), 各种模态拆解方法Empirical Mode Decomposition (EMD), 讯号复杂度评估Multi-Scaled Entropy (MSE), 高解析的强化式小波转换Enhance Morlet Transform, 趋势讯号移除Trend Signal Removel这些特殊的演算法，以及针对机械振动领域开发的SVM (Sound Vibration Module)模组与生物医学领域的MMPF (Multimodal Pressure-Flow)模组，开发者只需操作滑鼠即可轻易地利用这些演算法及功能模组对进行分析，分析的结果能以专案档的方式储存，以便与其他开发人员交流，流程图式的元件操作视窗更容易让其他研究者了解您的研究思路，多样化的参数设定视窗提供了多样化的讯号处理能力。并且使用DataDemon中强大的展示输出功能，能将您杰出的研究成果轻易的输出至档案、论文、简报、技术文件，或是其他程序中运用。
应用Matlab的开发者更能减轻您程序编纂的负担，运用『DoMatlab』功能，便能呼叫Matlab Editor程序码编辑器，在DataDemon中使用Matlab engine进行数值运算，大大增加了开发的弹性，又能运用DataDemon强大的分析能力，让您专注于研究主题的探讨，将研究的主导权交回您的手中。

dataDemon V.S. Matlab
        DataDemon        Matlab
作业系统         Windows PC with 500 MHz or higher processor         
特殊演算法         Hilber-Huang Transform (HHT)         none
        Multi-Scaled Entropy (MSE）         none
        Enhance Morlet Transform        none
        多种Empirical Mode Decomposition (EMD)演算法，包含Standard, Intermittency test, and Ensemble        none
        Trend signal removel        none
        迭代式高斯滤波器         none
        高解析频谱分析         none
        Chirp-Z Transform        none
应用模组         生医讯号MMPF模组         由third party提供
        机械振噪SVM模组         由third party提供
时频分析应用         STFT, Morlet, Enhance Morlet        Wavelet toolbox
软体效能         1.        Continue wavelet transform using Morlet function

1.        Discrete wavelet transform using Haar function

1.        Median Filter (N=50000)


操作介面         简明的GUI画面，使用者有讯号处理的观念便能进行分析         Simulink for control
存储器效率         极佳         普通
运算速度         非常快         慢
开发弹性         软体平台有专利授权         可使用third party所写的程序，Matlab 本身并不提供
视觉化信号分析及时频分析的最佳解决方案
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DataDemon是DynaDx研发出之时频分析解决方案，以软体IC的设计概念，免除繁杂程序写作方式，提供讯号处理的视觉化控制元件( IC元件) ，让处理讯号分析的过程就像拼组IC 元件一般，使用者可依据自己的构想去组合出更多元之讯号分析呈现(类似组合出大规模积体电路)。 DynaDx秉持以快速( Speed )、简易( Simplicity )、视觉化( Visualization ) 为发展目标，希望能为讯号分析领域的使用者，提供一套操作简易、功能强大，可用于讯号视觉化探勘的分析比对工具。
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产品主要特色说明如下:

讯号视觉化控制元件库：
  DataDemon 提供了多样化的讯号视觉化控制元件库，如Channelt, Filter, HHT, Math, TFA, Transformt 等讯号分析模组，免除繁杂程序写作方式，让使用者以拖拉、组合视觉化控制元件之方式，来呈现出讯号分析图形。         

支援各类型讯号输入与输出：
  DataDemon 提供各类型讯号之输入及输出，在讯号输入方面支援的档案格式， 包含tfa,txt,csv,wav,mp3,mat,sac,wfdb等格式；讯号输出之档案格式支援tfa,txt,csv ,mat等格式之汇出。 另外，提供将输入讯号直接export 至excel，并支援在DataDemon中，直接呼叫MATLAB engine， 进行matlab 运算，或与matlab 交换资料。 图形输出档案格式，支援png, bmp, tif, jpg, wmf ( 向量格式)。  clipboard 支援bitmap 与向量的wmf。         
  资料视觉化最佳分析工具：
         DataDemon 在讯号分析图形呈现方面，提供可将绘图视窗分割为"多重子视窗显示模式"、"多通道显示模式"及"时频分析"显示模式，使用者可藉由不同的Viewer 视觉化控制元件，来设定分析讯号的图形显现方式，并藉由Data Viewer分析工具，进一步得知资料分布情形及提供可检测资料异常值或极端值的数值分析，以查看出更详尽地讯号分布资讯。         
  支援各类型时频分析解决方案：
时频分析简介
何谓时频分析 :
频率为时间讯号的重要特征，传统用频谱分析来了解一段时间内频谱的分布( 傅利叶分析)，但有时，我们更有兴趣的是频率随时间变化的情形，如声音语调的变化，不同潮夕频率，如一日潮半日潮变化的情形；又如机器运转特异震动的频率出现的时间其持续的长短；了解频率随时间变化的情形，分析各种不同频率随时间变化的情形称为时频分析。 时频分析相较于频谱分析多了频率对时间的解析。 利用时频分析可以看出频率随着时间变化的情形。 如对语音分析，可知道某瞬间声音的频率分布。 时频分析的研究始于二十世纪的40年代，它主要的研究对象是非稳态讯号或时变讯号，主要的任务是描述讯号的频谱含量如何随时间变化。 时频分析是当今讯号处理研究极为重视的一个领域，特别是在二十世纪的80年代以后有着突破性的发展，各种时频联合分析方法得到了广泛的研究及运用，逐渐形成了一套独特的理论体系。 为了得到讯号的时变频谱特性，许多学者提出了各种形式的时频分析函数，从短时间的傅立叶转换(STFT) 到Cohen类，各种分布多达几十种。 它们提供了从时域到时频域的转换，能进一步提供二维或三维的时频分布图形，从而能在时频平面上表现出信号中，各种分量的时间变化与频谱间关联的特性。 更进一步，在每个时间中可以看出讯号在瞬时频率附近的能量聚集状况，通过对于时频表示进行数值计算可以得到等效的时域讯号，且可以进行时频滤波处理及时变讯号的综合。
  时频分析应用领域
时频分析的理论体系发展至今，已为讯号分析领域带来极其深远的影响，其运用范围十分广泛，涵盖了工程、物理、数学、地球科学，应用领域如下所示：
•        地球科学-地震、潮夕、海水温度、地下水…
•        生物医学讯号
•        影音辨识分析
•        振动分析
•        破坏监测与检测

DataDemon使用者介面
DataDemon 应用平台是由物件汇集视窗( Object Pool )、属性工作设定区( Parameters Working Area ) 及视觉化绘图区( Viz. Viewer Area ) 所组成。 经由输入原始讯号/ 资料，对物件汇集视窗中之网路节点的视觉化元件，进行简单拖拉及适当节点摆置( Layout )，提供使用者做讯号输入/输出、讯号Filter 及Transform 运算，配合属性工作设定视窗可让使用者更弹性地做参数设定，并藉由视觉化绘图视窗呈现出讯号之视觉化图形，帮助使用者探勘讯号中隐藏之资讯。

DataDemon工具列
•          New Project :开启一个新的专案。
•          Open Project: 开启已存在的DataDemon专案档，开启档案类型为DataDemon Network (*.vsn)。
•          Save Project: 储存DataDemon专案档，支援格式为DataDemon Network (*.vsn)。
•          Copy to Clipborad: 将讯号处理后之视觉化图形，拷贝至剪贴簿的暂存区。
•          Export File: 将视觉化图形，储存成影像的格式(支援输出格式有png, bmp, tif, jpg, wmf (向量格式) 等影像格式)。
•          View Home  : 快速回复至原观看的视角。
•          Zoom X  : 提供对视觉化图形作X轴方向的视角放大功用。 利用滑鼠在X轴方向框选欲放大之讯号视觉化图形。
•          Zoom Y  : 提供对视觉化图形作Y轴方向的视角放大功用。 利用滑鼠在Y轴方向选取欲放大之讯号视觉化图形。
•          Zoom Rect  : 提供对视觉化图形作框选之功能。 利用滑鼠拖拉框选出欲观看之视角。
•          Pan X  : 提供对X轴方向作水平方向平移的功用。 利用滑鼠在X轴方向平移作用中之讯号视觉化图形。
DataDemon 物件汇集视窗
物件汇集视窗是DataDemon 核心所在，使用者可经由DataDemon 提供的视觉化控制元件，经由滑鼠简单拖拉的操作方式，快速组合出讯号处理的分析结果。

Network工具列

•          Open data from file: 输入讯号的资料来源，支援资料格式有SacReader (*.sac)、TfaReader (*.tfa)、TextReader (*.txt)、 CsvReader (*.csv)、WaveReader (*.wav) 及Mp3Reader (*.mp3)。
•          Save data to file: 储存讯号的资料结果，支援输出档案格式有Tfa,Text,CSV。
•          Data Viewer: 可以用表格与标记的方式，直接查看资料的确实数值，提供使用者检视讯号资料更详尽的资讯内容。
•          Export data to Excel: 将讯号的资料转存成Excel格式开启( Note: Excel 2003之前版本有65535笔的资料限制，而Excel 2007则支援至1048576笔资料)。
网路节点元件接收模式   
网路节点元件之接收控制模式，主要分为单向输出、双向接收及输出、单向接收三种模式。
1.        单向输出模式：  以红色箭头表示资料流输出端，在视觉化网路节点元件中， Source module 及Annotation module 元件只能作为输出元件。
2.        双向接收及输出模式：  以蓝色箭头表示资料流接收端；以红色箭头表示资料流输出端，在视觉化网路节点元件中，能作为双向接收及输出的元件有Compute module元件。
3.        单向接收模式：  以蓝色箭头表示资料流接收，在视觉化网路节点元件中能作为接收的元件有Viewer module及Writer module元件。
网路节点元件的操作行为模式
网路节点元件的操作行为模式，包含有元件显示状态(显示/隐藏)、元件连线状态(建立/删除)、元件运算过程的更新状态(更新/未更新)及删除元件方式。
元件显示状态：可经由滑鼠点选  按钮，来设定元件显示或不显示的状态。

2.元件连线状态：
•        元件连线建立方式：利用滑鼠点选元件输出端(红色箭头处)，拖拉至元件接收端(蓝色箭头处)。

•        元件连线删除方式：利用滑鼠点选元件接收端(蓝色箭头处)，反向拖拉至元件接收端(红箭头处)。

3.各类型线条表示方式：以线条颜色来表示资料的型态，配合线条的类型(虚线、实线、宽实线)来表示使用的状态。 详见下表说明：

4.元件运算过程更新状态：
•        更新状态：在元件底部以蓝色底线呈现，表示目前资料或运算结果为最新状态。
•        未更新状态：在元件底部以青色底线呈现，表示资料或运算结果为尚未更新状态，需经由点选Updata 按钮( button ) 来同步更新资料或运算结果，系统预设是设定为可自动更新(使用者可经由勾选Auto 的勾选框( checkbox ) ，来切换更新状态为自动更新或手动更新)。

5.删除元件方式：点选至欲删除的视觉化控制元件，按右键后会弹出视觉化控制元件的功能选单，选择Delete 的选项即可将视觉化控制元件删除，并可以配合Shift按键来做多重选取。

属性工作设定视窗
属性工作设定视窗，可提供视觉化控制元件作更多进阶功能设定。

每一个视觉化控制元件，都有其专属之设定属性，而其中Module 类别是视觉元件共通的功能属性。  Module 类别主要定义Name、InputPortSide 及OutPortSide，ExecuteTime 四种属性。  Name 属性纪录视觉化元件名称；InputPortSide 属性纪录视觉化控制元件输入端位置的方位；OutPortSide 属性纪录视觉化控制元件输出端位置的方位。  ExecuteTime 纪录视觉化控制元件运算执行时间。

视觉化绘图视窗
配合Viewer 视觉化控制元件使用，提供讯号之视觉化图形呈现之功用。 在视觉化绘图呈现方面，提供可分割为多重子视窗显示模式、多通道显示模式及时频分析显示模式，使用者可依据Viewer 视觉化控制元件来设定显现方式

多重子视窗显示模式 ：我们在物件汇集视窗( Object Pool )中，分别建立三个Viewer视觉化控制元件，因此在视觉化绘图视窗中就会有三个分割绘图子视窗呈现，Viewer控制元件个数会决定绘图视窗分割的总数。

多通道显示模式：Viewer视觉化控制元件可以接收多重讯号输入，并将绘图结果呈现在单一绘图视窗。 可用于作多重讯号分析比对。

时频分析显示模式：使用TFViewer绘图元件来呈现时频分析图形呈现，支援Enhanced Morlet, Morlet, ShortTerm-FFT 等Transform运算后的视觉化图形呈现。

引用 qqzhouqianziyi 2011-3-17 11:48

回复 1 # a1runner 的帖子

你好 你上面的一个程序 我运行了一下 图形不对啊  请帮忙分析一下吧
程序：fs=1000;
N=1000;
t=1/fs:1/fs:1;
y1=2*sin(60*pi*t);
y2=5*sin(90*pi*t);
y=[y1;y2;zeros(size(y1))];
[A,fa,tt]=hhspectrum(y);
[E,tt1]=toimage(A,fa,tt,length(tt));
E=flipud(E);

for k=1:size(E,1)
bjp(k)=sum(E(k,:))*1/fs;
end
f=(0:N-3)/N*(fs/2);
figure
plot(f,bjp);
xlabel('频率 / Hz');
ylabel('信号幅值');
title('信号边际谱')%要求边际谱必须先对信号进行EMD分解
仿真图：

引用 ice_fire 2011-4-21 10:02

国外的网址太慢了

引用 HHTluntan 2011-5-4 11:09

DataDemon这个软件好用不？

引用 a1runner 2011-5-4 21:07

回复 8 # HHTluntan 的帖子

还行，很方便，但是没有用matlab灵活。

引用 rwwttt 2011-5-11 10:52

那个软件只有个试用装，就几天

引用 hotman007 2011-5-11 19:28

总结的不错，推荐的那个程序好像是商业程序吧

引用 dynamicbnt 2011-5-23 12:45

是要花钱的程序吧

引用 duanqiao 2011-6-11 14:24

我刚开始学习HHT，谢谢楼主的分享，对新手来说是再好不过的教材了

引用 zhangshun5233 2011-7-30 11:06

本帖最后由 zhangshun5233 于 2011-7-30 11:18 编辑

回复 4 # qqzhouqianziyi 的帖子

我也运行了一下，结果和你的不一样啊！
不知是不是正确的哦~
（我的图怎么贴不上去？）

引用 zhuchengyan 2011-8-14 19:09

楼主还在吗 ？我想问一个问题，中心频率是125hz，画出来的边际谱为什么是400hz处能量最高呢

引用 李清志 2011-9-19 15:18

回复 15 # xiaomingneo 的帖子

上面有说明书吗？怎么只能用14天啊？怎么可以增加时间啊？

引用 o蛋塔o 2011-10-22 10:44

我是初学者，自己动手编了这个程序，出来的波形不太对，麻烦帮我看看，谢谢

http://forum.vibunion.com/thread-106445-1-1.html

引用 cassie920920 2011-10-26 20:56

本帖最后由 cassie920920 于 2011-10-26 21:02 编辑

不知道樓主還在不在??我利用您分享的文件裡，第五章節這段程式
clear all;
close all;
clc;

fs = 1000;
N = 1000;
n = 1:N;
t = n/fs;

sinData1 = cos(2*pi*10*t);
sinData2 = 10 * cos(2*pi*50*t);

sinData = sinData1 + sinData2;

N = length(sinData);
T = 1/fs;
t = 1/fs:1/fs:N/fs;

figure
plot(t,sinData)
% axis([-inf inf -2.5 2.5])

imf = emd(sinData);

%% 函數測試
[A,f,t] = hhspectrum(imf);
[E,t,Cenf] = toimage(A,f);
cemd_visu(sinData,1:length(sinData),imf);
disp_hhs(E);

for k = 1:size(E,1)
    bjp(k) = sum(E(k,:))*(1/fs);
end
figure
plot(Cenf(1,:)*fs,bjp)

但，執行後，出現的Hilbert譜和Hilbert邊際譜結果都是錯的??
都是空值??怎麼會這樣呢??
是哪邊出了問題??能否請您幫忙看看??
還有，因為我接下來需使用DSP晶片來做處理，因此不能使用MATLAB函數來做HHT，所以，我自行寫了程式，到EMD都順利完成，但在畫Hilbert譜的時候結果卻錯誤，可否請問樓主，若Hilbert譜跟邊際譜要自己運用程式計算並畫出來的話，該怎麼寫比較好??

Hilbert譜結果


Hilbert邊際譜

引用 a1runner 2011-10-27 00:24

回复 26 # cassie920920 的帖子

台湾的朋友，把纵坐标放大看看，归一化处理后，在[0,0.1]间才有图像。

引用 a1runner 2011-10-27 00:29

回复 26 # cassie920920 的帖子

ylim([0 0.1]);

引用 cassie920920 2011-10-27 09:38

樓主您好，我剛剛測試了一下，縱軸放大之後，結果還是一樣><"
會是跟我安裝工具箱方法有關係嗎?
因為我的資料比較繁雜，所以我把emd需要用到的函式庫.m檔抓出來，放在我的資料夾底下讓它執行，執行都沒問題，函式也正常(如果抓不到函式執行應該就會錯誤)，但是畫出來的結果還是像我給您看的一樣~一片空白><"
不知道您有沒有MSN或是skype之類的聯絡方式，想與您更進一步做討論比較方便?順便把我的檔案傳給您試試!!!拜託您了

引用 terry761109 2011-11-2 17:39

先感謝您的帖子
小弟正好在學習HHT
不過現在還是入門新生
我希望能對HHT有更進一步的了解
尤其是分析後的物理意義之類的

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