FFT—傅里叶变换,可以将时域信号转为频域进行分析,所用的基函数是弦函数,且各弦函数之间是正交关系,因此比较适合处理平稳信号。对于非平稳信号处理效果就很差。类似的例子如“吉布斯现象”:当一个常数函数,其傅里叶变换是只有一个常数项;但是当该周期函数为一个阶跃函数,突变变换很快的那种,FFT变换就必须要很多频率的弦函数去进行分解;效果也不太好。另外一个缺点是:FFT变换只能得到一个频域上数据的形式,并不能分析出某时刻数据具体所在某段频率。

STFT—短时傅里叶变换,针对FFT的缺陷,有许多的方法。STFT就是其中的一种,其方法是在FFT变换的基础上,给它加一个窗函数,该窗函数的频段是我们自己知道的,因此这样就能同时从时域和频域分析该数据。但是这里存在一个问题:窗函数的选取问题。窗太窄,窗内的信号太短,会导致频率分析不够精准,频率分辨率差。窗太宽,时域上又不够精细,时间分辨率低。窗函数可类比“测不准原理”。

小波变换:通过构造小波基的形式,将原信号与小波基乘积进行分析,得到分解为多个频段上的数据,即实现了时频分析;但这仍然存在一个需要人为选取小波基函数的问题

EMD—经验模式分解,针对以上需要人为选取基函数的问题,EMD可以通过自适应的分解各IMF和一个余项,得到多个分解之后的数据,根据特征频率选取相应的IMF进行分析即可。这里每个IMF即为最小的划分单位,满足要求:极值点与零点个数相等或者相差一个,在任意截断内其上下包络的均值为0.

HHT—希尔伯特-黄变换,第一步进行EMD得到多个IMF,第二步对每个IMF进行希尔伯特变换。通过求幅值和角度求到可得到最后每个IMF的幅值谱和特征频率

Wigner-Ville分布