Intro
集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)是一种改进的EMD方法,它通过引入白噪声来解决EMD中的模态混叠问题。
模态混叠是指在分解过程中,不同时间尺度的信号成分错误地混合在一起,导致分解结果不准确。
上述figure就是一个很好的例子,连续低频正弦信号上叠加了间歇性高频震动的调制信号,因为间歇性高频震动的调制信号干扰了Maximum点的选择,使得局部极值在很短的时间间隔发生多次跳变,进而使得我们的IMF并不准确,不同时间尺度的信号成分错误地混合在一起。
以下我们也通过我们写的EMD做了示范:
很明显,在IMF1,发生了混叠
Step by Step
为了解决这种模态混叠的现象,EEMD方法应运而生。其步骤为,
- 设定总体平均次数M
- 将一个具有标准正态分布的白噪声ni(t)加到原始信号x(t)上,产生一个新的信号,xi(t)=x(t)+ni(t)
- 对xi(t)进行EMD
xi(t)=j=1∑Jci,j(t)+ri,j(t)
- 重复上述两步骤吗,得到IMF集合
c1,j(t),c2,j(t),⋯,cM,j(t),j=1,2,⋯,J
- 对上述的IMF集合进行集合平局,得到最终的IMF,即:
cj(t)=M1i=1∑Mci,j(t)
Algorithm Detail
- 添加噪声对于我们的信号有什么影响
- 每次添加的信号有什么要求,加多大的噪声;(提出EEMD的Wu文章中说,标准差为0.1的噪声)
Demo Code
Results
通过EEMD,结果如下:
EEMD的前几个IMF将高频噪声和白噪声过滤,在IMF7显示了信号原有的模态
Reference