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给大家分享几个小波阈值去噪的MATLAB代码
7 l; H" r+ G4 }" H; y# ?( ~1 G" W5 g+ |, v
7 m* J' {& N+ H2 r
例1:
6 t3 c# G" i7 ]" W/ V( `
9 p: P6 |7 q9 _4 eload leleccum;6 q) r8 `. @6 t' r. z. b
5 `$ C) _& ~" D
index = 1:1024;8 o- n* F( j9 Y3 \* D' Q5 y* I: P
' P4 \1 G5 \1 w% [: r& C1 V
x = leleccum(index);5 ~: x% {5 f( V8 m( Z" p" R
1 u6 L7 \! a( ?: `1 R7 R9 @%产生噪声信号
! L' _6 n3 N+ U' J
# u( Y/ n+ X$ d! k, f0 }6 pinit = 2055615866;
4 }" L) Z4 M6 o' o- P2 @+ i
. v2 E5 E" |, j' O( jrandn('seed',init);2 E- D% o( [. ]' w: O2 f* q
9 E# ~8 D* m/ v- q# a# inx = x + 18*randn(size(x));
% T3 Z" ~6 B7 H z, h
! n" L2 d5 q0 E4 |) e% S%获取消噪的阈值
% ^. ]# F* s- O- i# i2 f% k9 f" [) n, o" U$ G
[thr,sorh,keepapp] = ddencmp('den','wv',nx);
4 `* m& R$ r' H7 ^4 H/ l$ t
S8 v7 }- Q X5 q8 k* \%对信号进行消噪/ K) M7 }! p& `# O0 }7 t4 r
4 C1 Q+ H3 G- `xd = wdencmp('gbl',nx,'db4',2,thr,sorh,keepapp);
3 _6 V; ]7 ^% J+ Z! P/ X$ g8 T0 d1 R% g" N
subplot(221);8 e; ~; `) e0 H& k/ A
" y/ d# y( }' q5 a( G, Lplot(x);
/ y$ }! k; l6 Y- u9 t% n9 a3 T; @7 G6 \, t0 V
title('原始信号');
: b0 r% y* V0 D3 r( ~1 \4 e5 q8 A1 [' Q. W7 A
subplot(222);0 B: H, o$ m' U* _- G a
3 u4 o' F5 a; w2 M3 O7 S+ lplot(nx);
) E% H+ R2 x: X" c
6 m/ [% m; q% etitle('含噪信号');
" C0 R6 Q- S n, c' B. t* c; e- j b, G* E
subplot(223);" q1 P% f* E1 f* f
& u" j5 ]) d2 M/ K% `8 }plot(xd);8 S5 _/ k& y; W
5 y g: A7 J6 V: d' K
title('消噪后的信号');
o" |- W2 x, a; H! p' }2 }) [0 v. e+ {- b3 B8 T1 W+ j# r- n
- k/ q3 A1 [+ i1 O& {" r3 z6 q! E& U" k例2:( ^3 ~( S. I7 u9 o4 q
2 X% Y% ^/ {- Y6 F' { ?% Q, P! P
本例中,首先使用函数wnoisest获取噪声方差,然后使用函数wbmpen获取小波去噪阈值,最后使用wdencmp实现信号消噪。
- F7 k/ l3 l8 D1 H# s% G3 \6 F2 ^) l+ f2 ?1 k
load leleccum;
3 N* I2 |, ]7 i' F( |8 \
( R' y' x0 `. }+ ?- O" findx = 1:1024;
. Y4 {. Y6 f5 m% ?/ H+ ?& T
4 \1 K; p9 f! ex = leleccum(indx);/ d. O; N7 h8 l4 V; K+ H' [
& M" n8 K5 M, _. N%产生含噪信号
3 G# L' m; z) c& L2 Y4 k7 D
% Z/ g) X7 Y3 i8 w/ C5 ninit = 2055615886;
! A& X a4 q2 }+ z1 _1 {1 _% S, c* ^9 T, _4 v. Z$ n2 j- W7 D
randn('seed',init);5 O# F8 n; z3 w/ C8 d
0 o7 Q- L9 J$ k& z3 w4 P3 A8 pnx = x + 18*randn(size(x));
, Z" u% {9 O( g( \: @- c) Q9 D
%使用小波函数'db6'对信号进行3层分解 q6 v9 c2 w' D( z/ j
: X6 c+ ]2 k1 ]" D9 Z b[c,l] = wavedec(nx,3,'db6');6 h# Y4 s2 r1 S0 d& k
& W8 t5 o, ^+ N! K
%估计尺度1的噪声标准差/ g. L- H3 I0 F+ o. F) e
; J* K3 R) ^7 r% I4 V
sigma = wnoisest(c,l,1);7 ]' f. G: t7 v1 @" @% f. T
1 C3 D' E$ i/ O" u+ V
alpha = 2;$ o t% }* q- q P. k
, h1 R* M7 r, [" q
%获取消噪过程中的阈值* c3 a& D" E& \2 v
& B3 ^7 Y" v! F" V* P" Y* {
thr = wbmpen(c,l,sigma,alpha);1 ]1 o/ _) `3 P
+ u, n4 V; F# t' }# z( k* vkeepapp = 1;
m7 i# Q, _: o" w* W$ Z
$ v2 Y' m' |, G8 ~3 `%对信号进行消噪" s# F8 j- R5 L$ m6 Q* c
4 X$ l0 b9 t |% X9 v L7 b
xd = wdencmp('gbl',c,l,'db6',3,thr,'s',keepapp);+ Y) U+ h! c$ l. ?
: y0 _, W M' O6 o
subplot(221);: a: i' L) Q' I% _2 ]
7 j0 z! r6 S$ Q b, hplot(x);+ }) d8 Y+ `% N
! @& s Y9 z6 T0 y8 A. S
title('原始信号');; J* _% o' D+ _2 B- q4 O
& R$ K0 X$ ^( V$ Q* n& b
subplot(222);
8 R9 p! u1 e& _5 |1 n1 R. A
% E- @6 L0 p1 D/ |6 Jplot(nx);& }, G# E% u3 E {
% b' N# n- e+ z5 n+ {) `& D; ?% r6 _
title('含噪信号');3 O0 K3 n( V' [5 ?+ F
1 J$ w k W4 T6 j4 j! E: ysubplot(223);
% ~2 G( {1 P7 o7 S! p9 u3 j0 d+ ?+ ~# c/ E# x
plot(xd);0 E2 r* h8 |/ ?! E# z
5 Z: u$ W( r- X6 S2 b, ]- [
title('消噪后的信号');
8 _ o( E7 N! b& q0 z% J# a, i3 k! S" B' e2 {1 A6 \) m
% _8 t( C8 i& g) x8 ]- z例3:4 X4 k. c( l% O' e. F7 p
! Q' w! I' [6 W" W本例中,对小波分解系数使用函数wthcoef进行阈值处理,然后利用阈值处理后的小波系数进行重构达到去噪目的。
* i/ z2 O( ]% K7 I9 d' v7 J1 [/ m" ?2 W( W
load leleccum;- B: ?( t3 L' K; v+ y) S$ |
$ ?. Q6 p9 v5 z0 O! aindx = 1:1024;. Z3 A; H- U+ A+ h" [- H
/ E. c# M9 B- r3 w% [6 | k7 D
x = leleccum(indx);
7 W) l7 ?& ^1 n% h: ?" l4 x2 @" M/ O1 a4 `8 P
%产生含噪信号
$ K- ^ c$ L) D' ?3 A' L
$ }; b/ v @$ X9 hinit = 2055615866;
: ^' f( i/ w- t% y
% ]; h/ x% j ` R- w$ Yrandn('seed',init);
! S4 E+ \! I4 a4 Q- L3 |. F
) [# x- E. u* I$ h# R" Bnx = x + 18*randn(size(x));
5 h" z: F" s/ k
1 D3 m u9 w& _7 m) z%使用小波函数'db5'对信号进行3层分解, b, a, \1 G; i
- L% b7 Q4 w* A% M
[c,l] = wavedec(nx,3,'db5');
' |! g3 n* Q N% Z- G
) e& W* m# {& Z/ Q%设置尺度向量
- |# o! T5 f% u! y. K( C8 l3 E+ U% {. a5 `) Y8 C
n = [1,2,3];4 ~. p2 n x- G0 f
" g8 O- V) X) o( l+ D! L& G7 s
%设置阈值向量5 D+ K, j+ A/ B+ u2 o; a+ q; b; L
$ u; E# E8 A5 f* Ip = [100,90,80];
( Y! L2 W# \: g7 u( K1 ^: B! y( `; J
%对高频系数进行阈值处理6 p% R3 d2 e4 J
1 ^1 J5 X3 }4 f7 w- anc = wthcoef('d',c,l,n,p);$ Z# I! X! C( j7 P' E
! l' l/ U. ^. {/ b/ T5 h
%对修正后的小波分解结构进行重构
& ^! G0 }( f' {' b5 l
# W. c3 j5 n3 h7 vrx = waverec(nc,l,'db5');
" T, d; s/ \' Y- c- Q7 K5 c8 I4 M7 [
subplot(221);
% ~5 R0 o6 W4 C; j% n* c6 f/ i
1 u" h5 x9 _" o* S" \plot(x);
' W [1 b9 T9 ], V9 s# u+ y$ H& _& Y5 I$ a- s% q
title('原始信号');
' ?3 J8 A) D& G1 {% L9 { s# {" \- O
. e7 l: N8 V/ a/ f9 Csubplot(222);, J) g0 r" G0 x- c
8 ~3 i( d7 L' {
plot(nx);$ K. d$ F# y$ N# |3 V; ]9 c
" J# `" S& w* z$ V& n& O5 ktitle('含噪信号');& [/ @' |, F8 L2 i5 M; s% y0 A
& b1 O- b r9 S
subplot(223);9 Y% o4 S, m& i. i1 B* S
9 v3 }$ u8 `5 U4 N
plot(rx);+ l, [2 d: z% F; _: b! b; H, P
( u1 t# \! n, ^ {! atitle('消噪后的信号');
; V) k2 {7 r, R- e2 C
( D+ r, B4 o% t g) p4 S . P* E8 D/ c3 H* j& b; w7 g4 P2 |. e
, G6 ]! U1 \; e9 R/ e2 u% s- Q例4:
% H' L; k: C3 K: p# \ U( i$ L% y e/ U* r2 U; H
本例中,使用一维信号的自动消噪函数wden对信号进行消噪。
$ D/ j* Y ^1 F3 E4 r+ T' \. G5 F% U8 Q X3 h2 {
load leleccum;
, Z/ b+ a2 d, p2 s9 J5 n6 Y. b/ x3 L
indx = 1:1024;0 z' ?7 i. {2 ^# q4 X
/ R, V4 n* Y/ O1 F9 r1 Ax = leleccum(indx);
8 X$ N( Y4 M% h4 f w; u s W
, J# _; }& w' r1 A5 w%产生含噪信号" Y' ~! a% m0 R) M+ J& l% _
% S4 i* W. G; t- ]. B
init = 2055615866;
% `& K$ k% J, q1 |, X/ u! \( I+ ?8 c6 ` U& y9 F* e8 j
randn('seed',init);
) u5 F4 F) P4 z+ `- o4 q1 }5 N
9 R0 h7 W* ?: H3 Znx = x + 18*randn(size(x));
$ S6 N0 W7 h$ e3 q: \: J. J; Y
7 L l7 O3 z1 j. `$ N. i! P8 l%将信号nx使用小波函数'sym5'分解到第5层! Y" o6 ?7 D* g0 x0 E9 r
$ c* J1 D- p5 P' D8 H%使用mimimaxi阈值选择系数进行处理,消除噪声信号4 X# w2 p1 `, t1 q9 S9 T1 x
# G8 m: H; c7 K& Tlev = 5;6 E3 t/ L L; I6 ~" Q. g1 d* }& g
, j* G+ L- m) R' C/ l& R
xd = wden(nx,'minimaxi','s','mln',lev,'sym5');
$ `4 H4 s$ r6 E2 s$ R' c, M% i3 E) s
subplot(221);
0 |. Q8 D; ^1 g% q, I& `' O
; e( H5 c# E+ t( N8 lplot(x);
9 w0 ]5 w: k9 K+ H. z% M S6 z0 G( N- [# ^/ T
title('原始信号');% c0 U4 Y2 W% c
. ~3 e) |) ^1 n5 A$ C2 N# g; r
subplot(222);
4 ]. G" W: _! C& L
* s2 F- i! v6 r. {6 Z6 F! |plot(nx);0 u; v9 f) q: {( o8 @* B
! }) \; Q' W" d+ t5 w! h
title('含噪信号');
6 i: U2 J! O# J8 v
; x7 I0 E y& E( w5 Hsubplot(223);6 r- s6 z+ Q! Y9 P& q" B& y- A* ?
0 C' P+ L6 v2 N6 Y' E1 ^
plot(xd);2 s# b* g' C, V" k$ i
# m& \: N; Z' F% x* d8 w
title('消噪后的信号');4 G3 W, l5 a8 ^* e# z. M4 U/ s8 l. d5 P
3 o# T/ v @) Z! G) N) m
3 d* B) y; {# M1 a% t+ \4 @
) h- U0 I- p" x' U- g+ [x=[-1.58 0.42 0.46 0.78 -0.49 0.59 -1.3 -1.42 -0.16 -1.47 -1.350.36 -0.44 -0.14 1 -0.5 -0.2 -0.06 -0.6 0.42 -1.52 0.51 0.76 -1.50.16 -1.29 -0.65 -1.48 0.6 -1.65 -0.55];, f% ~# b) m6 Z: {6 y; o
lev=5;
- R" D/ _2 m4 {+ x9 ~& Y& U. M/ d" Vwname='db3';1 I5 R( F; m% `7 J5 d- o- D
[c,l]=wavedec(x,lev,wname);
7 s! }$ W1 s" W; D$ j ksigma=wnoisest(c,l,1);
- a. [7 [) G% R7 d$ ^* @alpha=2;
+ ]4 _+ X$ d k* T/ P3 g' G5 h bthr1=wbmpen(c,l,sigma,alpha)+ I7 V4 T$ u3 x3 C I
[thr2,nkeep]=wdcbm(c,l,alpha)0 ]4 Y7 p2 u$ J8 W. G& _
xd1=wdencmp('gbl',c,l,wname,lev,thr1,'s',1);" ^) g$ c) y1 k- V
[xd2,cxd,lxd,peRF0,perfl2]=wdencmp('lvd',c,l,wname,lev,thr2,'h');% o4 o( Z; _8 N" I2 U! A
[thr,sorh,keepapp]=ddencmp('den','wv',x)
+ e" d. ^) F! m# L" Hxd3=wdencmp('gbl',c,l,wname,lev,thr,'s',1);
% d9 Q) }: q, B; _. S7 p, Hsubplot(411);plot(x);title('原始信号','fontsize',12);, B, L3 g* H# ~4 ]% Y
subplot(412);plot(xd1);title('使用penalty阈值降噪后信号','fontsize',12);
5 e( N$ Y5 U. m2 Z! S& Ysubplot(413);plot(xd2);title('使用Birge-Massart阈值降噪后信号','fontsize',12);) T$ Z4 O" N: C2 x
subplot(414);plot(xd3);title('使用缺省阈值降噪后信号','fontsize',12);
& K" p4 b+ }$ B; ~* G+ w1 I+ I0 \3 f( [
0 X7 p( L4 ~& n" v" G' y3 o. ~6 k$ i8 z" N
$ x. }1 p" z) @! k7 Z; k3 C6 a& o; K( A9 \2 u% h
% {' E6 M! x1 e1 P4 Y. u1 I) X& R ?' ]) [
2 _% X8 M* A$ n% q- W
% w; _/ Z- ~9 O: I% \" [ |
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