短时傅里叶变换的时频聚集性度量准则研究

作     者：赵学智 叶邦彦 陈统坚 

作者机构：华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 

出 版 物：《振动．测试与诊断》 (Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis)

年 卷 期：2017年第37卷第5期

页      面：948-956页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 1002[医学-临床医学] 07[理学] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0804[工学-仪器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51275174 51375178) 广东省自然科学基金资助项目(S2012010008789) 

主　　题：短时傅里叶变换 时频分析 故障诊断 窗长选择 时频聚集性 

摘      要：为了使短时傅里叶变换(short time Fourier transform,简称STFT)获得良好的时频聚集性,必须根据信号的具体特点来选择窗长。分析了现有窗长选择准则的选择机理及其优缺点,发现归一化3阶Renyi熵准则与Stankovic准则一般只会取到窗长选择范围的最大值,并分析了出现这种问题的原因,而其他准则得到的也不是最优的窗长。提出了一种新的基于对数窗能量的窗长选择准则。对数窗能量与窗长是一种非线性关系,这显著区别于普通窗能量随窗长线性增长的特性,且其增长速度与窗型无关,并在短窗和长窗具有不同的增长速度,因而能够在短窗和长窗之间取得良好的折衷。提供了仿真信号和实际信号的处理实例,其结果证明对数窗能量准则使STFT获得了良好的时频聚集性,效果优于现有的窗长选择准则。