作者:廖洋 来源:中国科学报 发布时间:2013-7-3
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青岛理工发明数据处理新方法
 
本报讯(记者廖洋)记者从青岛理工大学获悉,由该校理学院副教授王金良与教师李宗军合作研发的极点对称模态分解(ESMD)方法近日通过arXiv公开网站对外公布。相关计算软件已获批两项计算机软件著作权。该方法是美国工程院院士黄锷所提出的Hilbert-Huang(希尔伯特—黄)变换的最新替代方法,可用于信息科学、海洋和大气科学、经济学、生态学、医学和地震学等领域所有涉及数据处理的科研和工程应用。
 
在数据处理方面,经典的方法是傅里叶变换。它将一个观测时间序列映射到频率—能谱空间,其每一个模态都是振幅不变频率也不变的正弦函数。其缺点是只适用于线性平稳情况;小波变换是目前比较盛行的方法,它在一定程度上弥补了傅里叶变换的缺陷,通过模态分解能够表达出频率的时变性。其缺点是只适用于线性非平稳情况;以经验模分解(EMD)为基础的Hilbert-Huang变换是目前比较热门的方法,其分解模态不但频率可变,振幅也可变,适用于非线性非平稳信号。不过其存在问题主要有:筛选次数难以确定,分解出的趋势函数太粗略,Hilbert谱分析存在局限等。
 
此次所提出的ESMD方法借鉴了EMD的思想,将外部包络线插值改为内部极点对称插值,借用“最小二乘”的想法来优化最后剩余模态使其成为整个数据的“自适应全局均线”,并由此来确定最佳筛选次数。考虑到包括Hilbert变换在内的所有积分变换在分析时—频变化方面都存在固有缺陷,他们抛弃了频谱分析依靠积分变换的传统观念,创造性地提出了针对数据的“直接插值法”,借此不但可以直观地体现各模态的振幅与频率的时变性,还可明确地获知总能量变化。
 
据悉,该方法获得了黄锷等专家的好评。
 
《中国科学报》 (2013-07-03 第4版 国际)
 
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