進階頻譜與時頻分析

希爾伯特轉換與解析訊號

希爾伯特轉換建構出解析訊號:一個複數值訊號,其實部即原訊號,虛部則是把原訊號相位移動 90 度後的版本。由它可在每一個取樣點讀出明確無歧義的瞬時振幅(其模,也就是包絡)與瞬時相位(其輻角)。這是為頻帶功率、相位鎖定與相位–振幅耦合分析取得振幅包絡與相位時間序列的標準途徑。

此建構唯有對窄頻帶訊號才有意義:解析振幅與相位只有在訊號先經帶通濾波、被限制到一個窄到具有單一且明確定義之瞬時頻率的範圍後(Bedrosian 及相關條件),才具有清楚的物理詮釋。若施加於寬頻資料,它產生的包絡與相位在數學上有定義、在生理上卻毫無意義,且濾波帶來的邊緣效應必須捨棄。

對窄頻帶做希爾伯特轉換,與取複數小波的大小與相位,結果幾乎等價;兩者之選只是方便與否,並非原理之別。對寬頻訊號套用而喪失可詮釋性,是最常見的誤用。

又称
analytic signalHilbert envelope解析訊號