变分模态分解(VMD)前言

【变分模态分解(VMD)前言】1.基本思想
变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)是由 Dragomiretskiy 等人提出的一种自适应信号处理方法,通过迭代搜寻变分模态 的最优解,不断更新各模态函数及中心频率,得到若干具有一定宽带的模态函数。
2.特点
2.1 优点
(1)有坚实的理论基础;(利用数学中泛函分析变分理论)
(2)对采样和噪声具有较强的鲁棒性(robust); 鲁棒性:健壮、强壮 注:采样点的个数、噪声的大小对 VMD 算法影响较小
(3)能够有效避免模态混叠现象。(不是说没有,需要控制 带宽) 注:模态混叠是指一个 IMF 中包含差异极大的特征尺度,或者相近的特征时间尺 度分布在不同的 IMF 中,导致俩个相邻的 IMF 波形混叠,相互影响。 换句话来说就是:当信号的时间尺度存在阶跃变化时,对信号进行 EMD 分解,会 出现一个 IMF 分量包含不同时间尺度特征的情况。
https://www.cnblogs.com/WJ-0808/p/5745553.html
2.2 缺点
(1)需要预先定义模态数 K;
(2)最大的局限性是边界效应和突发的信号;边界效应好处理,突发信号不好 处理。
(3)长期模态的频谱会随时间的增加而急剧变化,并且会在全局范围内重叠。 注:如果信号很长(数据量大),带宽可能会重叠;
解决方式:分段!
3.变分模态分解应用领域
3.1 信号分解
VMD 分解得到若干本征模态函数分量,有选择的进行信号重构; 3.2 提取信号特征
找出贡献大(排列熵、样本熵、能量比、相关性等等)分量;
3.3 降噪地震信号去噪;
3.4 故障诊断 轴承先前故障、齿轮故障;
3.5 识别分类 先 VMD,再 SVM;
3.6 图像处理 医用图像去噪,用 2D_VMD;
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