Extraktion von Instantanfrequenzen aus Rändern in Zeit-Frequenz-Darstellungen von Signalen

Die Extraktion von oszillatorischen Komponenten und deren Eigenschaften aus verschiedenen Zeit-Frequenz-Darstellungen, wie dem fensterbehafteten Fourieranalyse und der Wavelet-Transformation, ist ein wichtiges Thema in der Signalverarbeitung. Der erste Schritt in diesem Verfahren besteht darin, eine geeignete Randkurve zu finden: eine Sequenz von Amplituden-Spitzenpositionen (Randpunkte), die der interessierenden Komponente entsprechen. Dies ist kein triviales Problem, und die optimale Methode zur Extraktion ist noch nicht festgelegt oder allgemein anerkannt. Wir diskutieren und entwickeln Verfahren, die für diese Aufgabe verwendet werden können, und vergleichen deren Leistung sowohl an simulierten als auch an realen Daten. Insbesondere schlagen wir eine Methode vor, die im Gegensatz zu vielen anderen Ansätzen hochgradig anpassungsfähig ist, so dass keine Parametereinstellung für das zu analysierende Signal erforderlich ist. Die Methode basiert auf dynamischer Pfadoptimierung und fixen Punktiteration, ist sehr schnell und ihre überlegene Genauigkeit wird ebenfalls demonstriert. Darüber hinaus untersuchen wir die Vorzüge und Nachteile, die das Synchrosqueezing in Bezug auf die Kurvenextraktion bietet. Die in dieser Arbeit verwendeten Codes stehen zum kostenlosen Download zur Verfügung.