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Efficacy of Hilbert and Wavelet Transforms for Time-Frequency Analysis / T. Kijewski-Correa in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°10 (Octobre 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°10 (Octobre 2006) . - 1037-1049 p. Titre : Efficacy of Hilbert and Wavelet Transforms for Time-Frequency Analysis Titre original : Efficacité de Hilbert et de Transformations par Ondelettes pour l'Analyse de Fréquence de Temps Type de document : texte imprimé Auteurs : T. Kijewski-Correa, Auteur ; Ahsan Kareem, Auteur ; Nicos Makris, Editeur scientifique Article en page(s) : 1037-1049 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Spectral  analysis  Random  waves  Stationary  processes  Time  series  analysis  Frequency  analysis  Transformations  Transient  loads  Transient  response  Nonlinear  analysis  Analyse  spectrale  Vagues  aléatoires  Processus  stationnaires  Analyse  de  série  chronologique  Analyse  de  fréquence  Charges  passagères  Réponse  passagère  Analyse  non-linéaire Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Two independently emerging time-frequency transformations in Civil Engineering, namely, the wavelet transform and empirical mode decomposition with Hilbert transform (EMD+HT), are discussed in this study. Their application to a variety of nonstationary and nonlinear signals has achieved mixed results, with some comparative studies casting significant doubt on the wavelet’s suitability for such analyses. Therefore, this study shall revisit a number of applications of EMD+HT in the published literature, offering a different perspective to these commentaries and highlighting situations where the two approaches perform comparably and others where one offers an advantage. As this study demonstrates, much of the differing performance previously observed is attributable to EMD+HT representing nonlinear characteristics solely through the instantaneous frequency, with the wavelet relying on both this measure and the instantaneous bandwidth. Further, the resolutions utilized by the two approaches present a secondary factor influencing performance. Deux transformations indépendamment naissantes de fréquence de temps dans le génie civil, à savoir, la transformation par ondelettes et la décomposition empirique de mode avec Hilbert transforment (EMD+HT), sont discutées dans cette étude. Leur application à une variété de signaux non stationnaires et non linéaires a réalisé des résultats mélangés, avec quelques études comparatives émettant des doutes significatifs sur la convenance des ondelettes à de telles analyses. Par conséquent, cette étude revisiteront un certain nombre d'applications d'EMD+HT dans la littérature éditée, offrant une perspective différente à ces commentaires et situations élevées d'éclairage où les deux approches exécutent comparablement et d'autres où on offre un avantage. Car cette étude démontre, une grande partie de l'exécution différente précédemment observée est attribuable à EMD+HT représentant des caractéristiques non linéaires seulement par la fréquence instantanée, avec l'ondelette se fondant sur cette mesure et la largeur de bande instantanée. De plus, les résolutions utilisées par les deux approches présentent un facteur secondaire influençant l'exécution. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : tkijewsk@nd.edu, Kareem@nd.edu [article] Efficacy of Hilbert and Wavelet Transforms for Time-Frequency Analysis = Efficacité de Hilbert et de Transformations par Ondelettes pour l'Analyse de Fréquence de Temps [texte imprimé] / T. Kijewski-Correa, Auteur ; Ahsan Kareem, Auteur ; Nicos Makris, Editeur scientifique . - 1037-1049 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°10 (Octobre 2006) . - 1037-1049 p. Mots-clés : Spectral  analysis  Random  waves  Stationary  processes  Time  series  analysis  Frequency  analysis  Transformations  Transient  loads  Transient  response  Nonlinear  analysis  Analyse  spectrale  Vagues  aléatoires  Processus  stationnaires  Analyse  de  série  chronologique  Analyse  de  fréquence  Charges  passagères  Réponse  passagère  Analyse  non-linéaire Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Two independently emerging time-frequency transformations in Civil Engineering, namely, the wavelet transform and empirical mode decomposition with Hilbert transform (EMD+HT), are discussed in this study. Their application to a variety of nonstationary and nonlinear signals has achieved mixed results, with some comparative studies casting significant doubt on the wavelet’s suitability for such analyses. Therefore, this study shall revisit a number of applications of EMD+HT in the published literature, offering a different perspective to these commentaries and highlighting situations where the two approaches perform comparably and others where one offers an advantage. As this study demonstrates, much of the differing performance previously observed is attributable to EMD+HT representing nonlinear characteristics solely through the instantaneous frequency, with the wavelet relying on both this measure and the instantaneous bandwidth. Further, the resolutions utilized by the two approaches present a secondary factor influencing performance. Deux transformations indépendamment naissantes de fréquence de temps dans le génie civil, à savoir, la transformation par ondelettes et la décomposition empirique de mode avec Hilbert transforment (EMD+HT), sont discutées dans cette étude. Leur application à une variété de signaux non stationnaires et non linéaires a réalisé des résultats mélangés, avec quelques études comparatives émettant des doutes significatifs sur la convenance des ondelettes à de telles analyses. Par conséquent, cette étude revisiteront un certain nombre d'applications d'EMD+HT dans la littérature éditée, offrant une perspective différente à ces commentaires et situations élevées d'éclairage où les deux approches exécutent comparablement et d'autres où on offre un avantage. Car cette étude démontre, une grande partie de l'exécution différente précédemment observée est attribuable à EMD+HT représentant des caractéristiques non linéaires seulement par la fréquence instantanée, avec l'ondelette se fondant sur cette mesure et la largeur de bande instantanée. De plus, les résolutions utilisées par les deux approches présentent un facteur secondaire influençant l'exécution. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : tkijewsk@nd.edu, Kareem@nd.edu

Nonlinear Signal Analysis: Time-Frequency Perspectives / T. Kijewski-Correa in Journal of engineering mechanics, Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007)

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007) . - 238-245 p. Titre : Nonlinear Signal Analysis: Time-Frequency Perspectives Titre original : Analyse Non Linéaire de Signal : Perspectives de Fréquence de Temps Type de document : texte imprimé Auteurs : T. Kijewski-Correa, Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique ; Ahsan Kareem, Auteur Article en page(s) : 238-245 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Nonlinear  analysis  Frequency  analysis  Time  series  analysis  Transformation  Oscillations  Analyse  non-linéaire  Analyse  de  fréquence  Analyse  de  série  chronologique Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Recently, there has been growing utilization of time-frequency transformations for the analysis and interpretation of nonlinear and nonstationary signals in a broad spectrum of science and engineering applications. The continuous wavelet transform and empirical mode decomposition in tandem with Hilbert transform have been commonly utilized in such applications, with varying success. This study evaluates the performance of the two approaches in the analysis of a variety of classical nonlinear signals, underscoring a fundamental difference between the two approaches: the instantaneous frequency derived from the Hilbert transform characterizes subcyclic and supercyclic nonlinearities simultaneously, while wavelet-based instantaneous frequency captures supercyclic nonlinearities with a complementary measure of instantaneous bandwidth characterizing subcyclic nonlinearities. This study demonstrates that not only is the spectral content of the wavelet instantaneous bandwidth measure consistent with that of the Hilbert instantaneous frequency, but in the case of the Rssler system, produces identical oscillatory signature. Récemment, là avait accru l'utilisation des transformations de fréquence de temps pour l'analyse et l'interprétation des signaux non linéaires et non stationnaires dans un large spectre de la science et avait machiné des applications. La transformation par ondelettes continue et la décomposition empirique de mode en tandem avec Hilbert ont été généralement utilisées dans de telles applications, avec le succès variable. Cette étude évalue l'exécution des deux approches dans l'analyse d'une variété de signaux non linéaires classiques, soulignant une différence fondamentale entre les deux approches : la fréquence instantanée dérivée du Hilbert caractérise des non-linéarités subcyclique et supercyclic simultanément, alors que l'ondelette basait des non-linéarités supercyclique de captures de fréquence instantanée avec une mesure complémentaire de largeur de bande instantanée caractérisant non des linéarités subcyclique. Cette étude démontre qui est non seulement la teneur spectrale de la mesure instantanée de largeur de bande d'ondelette conformée à celle de la fréquence instantanée de Hilbert, mais dans le cas du système de Rossler, produit la signature oscillante identique. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 [article] Nonlinear Signal Analysis: Time-Frequency Perspectives = Analyse Non Linéaire de Signal : Perspectives de Fréquence de Temps [texte imprimé] / T. Kijewski-Correa, Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique ; Ahsan Kareem, Auteur . - 238-245 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007) . - 238-245 p. Mots-clés : Nonlinear  analysis  Frequency  analysis  Time  series  analysis  Transformation  Oscillations  Analyse  non-linéaire  Analyse  de  fréquence  Analyse  de  série  chronologique Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Recently, there has been growing utilization of time-frequency transformations for the analysis and interpretation of nonlinear and nonstationary signals in a broad spectrum of science and engineering applications. The continuous wavelet transform and empirical mode decomposition in tandem with Hilbert transform have been commonly utilized in such applications, with varying success. This study evaluates the performance of the two approaches in the analysis of a variety of classical nonlinear signals, underscoring a fundamental difference between the two approaches: the instantaneous frequency derived from the Hilbert transform characterizes subcyclic and supercyclic nonlinearities simultaneously, while wavelet-based instantaneous frequency captures supercyclic nonlinearities with a complementary measure of instantaneous bandwidth characterizing subcyclic nonlinearities. This study demonstrates that not only is the spectral content of the wavelet instantaneous bandwidth measure consistent with that of the Hilbert instantaneous frequency, but in the case of the Rssler system, produces identical oscillatory signature. Récemment, là avait accru l'utilisation des transformations de fréquence de temps pour l'analyse et l'interprétation des signaux non linéaires et non stationnaires dans un large spectre de la science et avait machiné des applications. La transformation par ondelettes continue et la décomposition empirique de mode en tandem avec Hilbert ont été généralement utilisées dans de telles applications, avec le succès variable. Cette étude évalue l'exécution des deux approches dans l'analyse d'une variété de signaux non linéaires classiques, soulignant une différence fondamentale entre les deux approches : la fréquence instantanée dérivée du Hilbert caractérise des non-linéarités subcyclique et supercyclic simultanément, alors que l'ondelette basait des non-linéarités supercyclique de captures de fréquence instantanée avec une mesure complémentaire de largeur de bande instantanée caractérisant non des linéarités subcyclique. Cette étude démontre qui est non seulement la teneur spectrale de la mesure instantanée de largeur de bande d'ondelette conformée à celle de la fréquence instantanée de Hilbert, mais dans le cas du système de Rossler, produit la signature oscillante identique. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399

Performance of wavelet transform and empirical mode decomposition in extracting signals embedded in noise / T. Kijewski-Correa in Journal of engineering mechanics, Vol. 133 N°7 (Juillet 2007) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°7 (Juillet 2007) . - pp.849–852. Titre : Performance of wavelet transform and empirical mode decomposition in extracting signals embedded in noise Type de document : texte imprimé Auteurs : T. Kijewski-Correa, Auteur ; Ahsan Kareem, Auteur Année de publication : 2007 Article en page(s) : pp.849–852. Note générale : Applied mechanics Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Spectral  analysis  Stationary  processes,  Time  series  analysis  Frequency  analysis  Transformations  Noise  Transient  loads  Transient  response Résumé : Time-frequency transformations have gained increasing attention for the characterization of nonstationary signals in a broad spectrum of science and engineering applications. This study evaluates the performance of two popular transformations, the continuous wavelet transform and empirical mode decomposition with Hilbert transform (EMD+HT) , in estimating instantaneous frequency (IF) in the presence of noise. The findings demonstrate that under these conditions wavelets seeking harmonic similitude at various scales produce lower variance IF estimates than EMD+HT . The shortcomings of the latter approach are attributed to its empirical, envelope-dependent nature, leading to bases that are themselves derived from noise. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%290733-9399%282007%29133%3A7%2884 [...] [article] Performance of wavelet transform and empirical mode decomposition in extracting signals embedded in noise [texte imprimé] / T. Kijewski-Correa, Auteur ; Ahsan Kareem, Auteur . - 2007 . - pp.849–852. Applied mechanics Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°7 (Juillet 2007) . - pp.849–852. Mots-clés : Spectral  analysis  Stationary  processes,  Time  series  analysis  Frequency  analysis  Transformations  Noise  Transient  loads  Transient  response Résumé : Time-frequency transformations have gained increasing attention for the characterization of nonstationary signals in a broad spectrum of science and engineering applications. This study evaluates the performance of two popular transformations, the continuous wavelet transform and empirical mode decomposition with Hilbert transform (EMD+HT) , in estimating instantaneous frequency (IF) in the presence of noise. The findings demonstrate that under these conditions wavelets seeking harmonic similitude at various scales produce lower variance IF estimates than EMD+HT . The shortcomings of the latter approach are attributed to its empirical, envelope-dependent nature, leading to bases that are themselves derived from noise. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%290733-9399%282007%29133%3A7%2884 [...]