在信号分析仪中进行图象计算

图像是一个信号的连续小波变换(CWT)的绝对值,它是时间和频率的函数。在分析具有不同尺度特征的真实信号时,scalogram可能比光谱图更有用——例如,具有缓慢变化的事件的信号会被突然的瞬态打断。当您希望对短时间、高频率事件进行更好的时间定位,而对低频率、长时间事件进行更好的频率定位时,请使用scalogram。

请注意

您需要一个小波工具箱™许可证才能使用scalogram视图。

光谱图是通过对输入信号加窗得到的窗口在时间和频率上改变的恒定长度(持续时间)。(见信号分析仪中的谱图计算为更多的信息。)光谱图中使用的窗口是偶数的、实值的,并且不振荡。由于光谱图使用一个常数窗口,所以光谱图的时频分辨率是固定的。

相比之下,CWT是通过加窗信号得到的小波它随着时间缩放和平移。小波是振荡的,可以是复值的。将尺度变换和移位运算应用于原型小波。在连续小波变换中使用的尺度变换使原型小波既缩小又扩大。缩小原型小波可以得到短时间的高频小波,这些小波擅长于探测瞬态事件。对原型小波进行拉伸可以得到长持续时间的低频小波,这些小波擅长于分离长持续时间的低频事件。

为了计算疤痕图,信号分析仪执行以下步骤:

  1. 如果信号有超过100万个样本,将信号分成重叠的片段。

  2. 计算每一段的连续小波变换得到其图象。

  3. 按段显示疤痕图。

正如所实现的,CWT使用L1规范化。因此,一个信号中振荡分量的振幅与对应的小波系数的振幅是一致的。

提示

  • Scalogram视图不支持复杂的信号。万博1manbetx

  • Scalogram视图不支持非均匀采样信号。万博1manbetx若要计算非均匀采样信号的波形图,请使用重新取样函数。

  • Scalogram视图在仅包含一个信号的显示器中可用。要比较不同信号的波形图,请打开单独的显示器并将每个信号拖动到自己的显示器上。

把信号分成几个部分

如果输入信号有100万个样本或者更少,信号分析仪使用直接函数。如果信号有超过100万个样本,应用程序执行以下步骤:

  1. 将信号分成100万个样本的片段,相邻片段之间有50%的重叠。

  2. 如果最后一段超出了信号端点,则对信号进行零补,直到最后一段包含100万个样本。

  3. 计算每个片段的疤痕图后,去除边缘效果:

    • 丢弃除第一个和最后一个片段外的所有片段的前250000和后250000疤痕图样本。

    • 丢弃第一部分的最后250,000个疤痕图样本。

    • 在最后一个片段中,丢弃前250000个scalogram样本和零填充区域对应的样本。

例如,考虑一个2.6×10的信号6样品:

计算连续小波变换

信号分析仪属性的默认设置计算CWT函数。该应用采用带伽马因子的广义解析莫尔斯小波γ= 3。看到莫尔斯小波(小波工具箱)获取更多信息。

信号分析仪为频率分辨率提供两个独立的控件。

  • 时间带宽滑块控制时间带宽积,时间带宽积与时间域内的小波宽度成正比。增加时间带宽积导致小波的中心部分具有更多的振荡、更大的时间扩展和更窄的频率扩展。滑块的移动范围从3到120。默认值是60。图中显示了一些具有时变带宽积的莫尔斯小波P。实部是蓝色的,虚部是红色的,绝对值是黑色的。

  • 声音每倍频程滑块控制用于离散连续小波变换的每个八度音阶的音阶数。随着每个八度音的声音数量的增加,音阶分辨率变得更细。滑块在4到16的范围内以4的倍数移动。默认值是8。

显示量图

信号分析仪绘制CWT系数的绝对值作为时间和频率的函数。如果信号被分成几个部分,应用程序将各个部分的图像拼接起来并显示出来。该应用程序还绘制了影响锥,这表明边缘效果在哪里变得重要。看到边界效应和影响锥为更多的信息。

另请参阅

应用程序

功能

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