倒谱Cepstrum本质的理解

1.理解:

信号叠加时,不是都是线性关系,(时域相互+ 频率相加);有的时候是两种信号成分相乘得到的,(时域卷积,频域相乘)

通过倒谱可以解析

步骤

  1. sigData = x* y卷积

  2. FFT(sigData) = FFT(X) FFT(Y) 频域相乘

  3. log (FFT(sigData)) = log(FFT(X)) + log(FFT(Y)  本质上是将信号同态化,把乘关系的信号 变成加的关系。比如下图中第一幅图。这时,信号中的频率是第二幅图与第三幅图的线性叠加。下一步我们通过再进行一次FFT(ifft其实本质就是FFT),得到低频部分与高频部分

倒谱Cepstrum本质的理解

 

  4. ifft (log (FFT(sigData)) ) 相当于得到了频率曲线,再进行一次FFT变换,把高频和和低频分离。

    IFFT 本质还是FFT,应为FFT与iFFT的结果 , 互为共轭,相差N倍

 

2.应用:

  1. 语音信号中 获取声音信道的方法,MFCC,Mel 频率倒谱系数, 不过里面用的是 DCT, 离散余弦变换(类似FFT)。

  2. 变速箱存在故障或振动较大时,采集到的是很多个齿轮与齿轮啮合、存在调制的信号,通过倒谱可以再混杂的信号中找出相关信号频率,进一步找出导致振动大的相关齿轮。

 

附:

关于 FFT 与 i-FFT的计算结果

x = [1 2 3 3 2 1 ] x = 
1 2 3 3 2 1 x_f = fft(x) x_f = 1×6 complex 12.0000 + 0.0000i   -3.0000 - 1.7321i   0.0000 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i   -3.0000 + 1.7321i x_if = ifft(x)*6 x_if = 1×6 complex 12.0000 + 0.0000i   -3.0000 + 1.7321i   0.0000 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i   -3.0000 - 1.7321i plot(x_f ) 倒谱Cepstrum本质的理解 plot(x_if ) 倒谱Cepstrum本质的理解
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