应用希尔伯特-黄转换之讯号濾波研究资料.PDF

科學與工程技術期刊 第六卷 第一期 民國九十九年 75 Journal of Science and Engineering Technology, Vol. 6, No. 1, pp. 75-84 (2010) 應用希爾伯特-黃轉換之訊號濾波研究 陳振雄 建國科技大學電腦與通訊工程系 500 彰化市介壽北路 1 號 摘 要 本研究嘗試利用希爾伯特-黃轉換（Hilbert-Huang transform, HHT ）來進行時間域之訊號濾 波。HHT 是訊號時頻分析中最先進的技術，可應用於非線性和非穩態的時間訊號。不同於傅立 葉轉換（Fourier transform ）和基波轉換（wavelet transform ），HHT 無須預設任何基底函數， 而是利用其獨特的分解方式（empirical mode decomposition, EMD 或 ensemble EMD, EEMD ）將 訊號分解成幾個本質分量（intrinsic mode functions, IMF ），再由IMF 之希爾伯特轉換後之複數 型式計算出各個 IMF 之瞬時頻率，藉以呈現訊號頻率隨時間之細微變化。由於可在時間域取得 訊號之瞬時頻率，若對各個 IMF 篩選出濾波頻帶內之時段，再組合篩選後之各段 IMF ，則可得 出濾波後之訊號。本研究首先利用數種模擬訊號進行濾波之分析，結果顯示對於無雜訊之訊號 而言，使用 EMD 方式之濾波效果良好；但是，當訊號受到白色雜訊污染時，則必須利用 EEMD 來改進濾波效果，其過程也比較費時。最後，本研究針對一段語音訊號進行濾波分析，結果顯 示利用 HHT 來萃取一頻帶內之語音波形確實有一定的效果，不過在較高頻帶處其濾出之波形 比較不完美。有鑑於此，目前的 EEMD 比較適用於後端之訊號分析，對於即時的訊號處理和濾 波則仍需進一步探討。 關鍵詞：希爾伯特-黃轉換，本質分量，瞬時頻率，雜訊，語音 Signal Filtering Using the Hilbert-Huang Transform JENN-SHYONG CHEN Department of Computer and Communication Engineering, Chienkuo Technology University No. 1, Jieshou N. Rd., Changhua 500, Taiwan, R.O.C. ABSTRACT In this study an attempt was made to employ the Hilbert-Huang transform (HHT) to filter signals in the time domain. HHT is an advanced t