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给大家分享几个小波阈值去噪的MATLAB代码
3 K2 r, M/ K( K
" s2 U; m5 m @) ?0 `( r: I4 S$ t3 o
例1:' S8 g' }* G0 F! W! ]
+ L4 l6 y0 N* d5 N0 jload leleccum;8 u6 j) N* e1 y# }# Y7 d0 b
9 ^7 B8 s5 l0 q# @2 p
index = 1:1024;
# q5 Y9 V9 l6 f0 y; {2 J, w9 n- \0 ~3 m6 K7 v( W4 K, o/ `/ e
x = leleccum(index);
" O" L6 Z8 T" D* F9 Y6 G4 m K' d) K+ ~. x
%产生噪声信号. V& Y' w, d9 ^' i& T6 X) v
* h) h4 |) t, A" X( d$ V9 W
init = 2055615866;
: J, K; i6 t* S# c( P
& w* n: K! C, G! z4 qrandn('seed',init);
. ^5 q2 f& D8 S& G% j( J# p9 v: k5 t" A; W; I
nx = x + 18*randn(size(x));
# Z, J. l' R6 p
6 p. ^7 T7 W' ^9 U%获取消噪的阈值4 l, L0 ]: L& `1 V
3 ]# Y4 i& w$ d& U- C[thr,sorh,keepapp] = ddencmp('den','wv',nx);
k, s( F c4 k% q
: {. v, J* b/ a) a' G%对信号进行消噪
+ C |4 z6 p" l2 y, @8 H( T- \/ ]; _" Y1 Z3 S, N* Z6 |' q
xd = wdencmp('gbl',nx,'db4',2,thr,sorh,keepapp);
! w" W/ e5 c M% R G4 r9 I' @" r) ?# w g5 \, `' C
subplot(221);. w+ M$ w% a2 j& n" `) W
4 t% V+ k% T* w. d9 h8 ?
plot(x);& z- O! c5 F4 J5 g$ J$ _
7 E5 D9 s, K( T7 N' G$ W+ _7 ]4 Ttitle('原始信号');: P0 J& c9 g" Y
( L# r2 s0 P4 P$ }$ H2 ~subplot(222);
/ k j1 R- Z4 J; o
+ C2 q6 k/ u( a# b. l& g$ wplot(nx);0 |5 ~8 a, r& ^
$ V5 ]' f6 Y4 e: ztitle('含噪信号');
) H; w6 f% v, L( `) ~+ P" h; y$ N: E7 L7 y
subplot(223);
b& ], }' b4 Z3 G# u; P4 K
, F" F1 F: Y P' z7 }0 T4 ~4 p2 jplot(xd);0 [ _; f$ k# X, F0 ]% d! Z6 O! t
: v p7 C1 E+ f) a- N1 ~
title('消噪后的信号');
2 D Q( J M: \& N0 g
- _# J! a0 }+ t( u4 [- ]5 ?0 w; M) o) w! P2 o9 _& n
例2:
9 r! ^' t; d/ a8 ?
& Z6 z3 E; L' c. f% s' V; u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。
2 I* f4 B& Q/ x3 y% G6 q0 t- K3 y& L' @
load leleccum;' a% _. S# a5 Q, i5 J8 k
0 y7 G; N9 w6 x8 m3 G/ X2 t
indx = 1:1024;
5 G$ y6 D4 V, I, K3 S' @4 d* Y% q! y. {7 |
x = leleccum(indx);
/ u. G* B* e" {2 e3 w7 b: J0 P6 z( u1 A; b V# C
%产生含噪信号2 Y3 n7 M" n+ m0 i% s m
; B. ?; i4 K7 H9 p2 H3 @, V
init = 2055615886; `' k; S' v; E: Z6 u+ K. x
* N# K }0 x3 V9 i
randn('seed',init);
4 B$ ^7 K9 i$ C$ T2 n: x# T9 f# x' K- Z; D
nx = x + 18*randn(size(x));
6 {5 @% @3 p+ S% x* n0 `9 b8 S& t
) n! R0 d' W: R$ h%使用小波函数'db6'对信号进行3层分解$ x% F" @5 s+ |* e( N; J/ X
- P/ }# g# V% q* L) o2 q[c,l] = wavedec(nx,3,'db6');
" t) j( w- W& y- m) C9 y/ g
8 d, \9 z4 n, T- J' U$ |3 S%估计尺度1的噪声标准差
$ h# h( l% O% Q( s+ c9 n. m6 ~
' c8 I! }9 _+ p$ q5 usigma = wnoisest(c,l,1);
- z- {, F K$ @: R3 O0 \. }( l: r- i' j
H+ b& M, O9 p6 ?" K. Ealpha = 2;7 l! F) ]/ l0 s: W
4 E* G' j/ b7 d' z. j
%获取消噪过程中的阈值1 ^2 O0 U* g P# k6 L! P
, Q& K: A0 d+ ~thr = wbmpen(c,l,sigma,alpha);
2 c/ j4 w: x6 Z) m* Q/ \: h' U! A+ d. ]: M+ [6 H4 o" P! q& \: i. D
keepapp = 1;
9 }6 ~' O' M2 b E! ]$ ]
& q4 J& Q4 D* v: h%对信号进行消噪
/ M: k9 V3 k: f
) e0 g! @$ r7 |# S6 O8 e& qxd = wdencmp('gbl',c,l,'db6',3,thr,'s',keepapp);
* Q# g) p# r0 L+ E2 f1 s# X& c
& M+ q) \6 G6 [. m' asubplot(221);0 c# `+ p9 b. I+ g$ v# y
0 ~1 P8 v# P8 ^5 O7 e: U2 Kplot(x);2 E% x" v4 ^% C, W, Q% v) n
$ g8 r& z; @7 a/ F2 S+ {, W9 X) o6 Etitle('原始信号');8 a g! I# e" C2 ^$ ]- W
$ R. E4 `; w4 i0 t$ ?8 B
subplot(222);
+ Y0 C0 V. F: C. Y
$ P4 d6 w6 r9 {3 e' _/ ~plot(nx);# t. L& A$ M1 ~9 g0 T$ H8 o$ _
0 t @" f( Z0 O' z0 a9 b* ltitle('含噪信号');7 M* j% A- G, q
) g5 ^9 B# m1 rsubplot(223);# R0 p& N7 [7 I' t$ D
! ]4 n, C/ h: ~plot(xd);, F F. c8 _* n2 B
9 ~& y, s- D* I7 ~: p
title('消噪后的信号');
/ n, ^; L! R; T |# X! j
0 ^8 W6 P4 }2 n) r
; [! `, F, V) c X7 b, _' X例3:) h8 Y$ R) ~8 K
- P6 k9 ?/ W- @1 o! {- _
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。$ [6 ?! ~. h/ a* N2 @5 T, i9 p5 b" j
1 @( s8 w6 U) F* ~load leleccum;- V! D/ F |2 [' n4 G2 m) ~
! f" Y, J7 `/ E' aindx = 1:1024;
( V k+ r2 Z }+ d U
$ ?) ^9 w/ d, rx = leleccum(indx);
: A( I* q! k# r0 g) F
- O, M# G. S0 r* w%产生含噪信号
8 R* S9 w& E. f x, E, d* A6 ?3 _% ?! X3 J7 u9 e
init = 2055615866;
, |4 J* Q3 L# V& j- O# K; t6 }6 l. T' x7 m6 y& E
randn('seed',init);; h/ W) A' J3 R. ^5 H+ @
$ Z4 i) U+ `! o5 E. n
nx = x + 18*randn(size(x));& L" t% @$ S8 q: y- c
( T3 g) H" X6 O& r
%使用小波函数'db5'对信号进行3层分解# c4 D, y+ u# c8 s3 S" W, {3 q/ O' M
' U8 {' N' ]! t2 l[c,l] = wavedec(nx,3,'db5');
1 x: ^; ?3 {: r$ j5 ~1 Y6 E7 ?1 M5 ]8 v* j
%设置尺度向量
! ]% E9 a+ A6 m( e
, ?2 O$ _, e* y+ I- m3 O* nn = [1,2,3];
, V1 W& [9 X1 c7 f% \& T4 n% u+ ~ f" |
%设置阈值向量! u( Q3 p, {( b: ~* q/ q
/ }9 r% y7 ^2 Q6 [
p = [100,90,80];. `5 u( `9 b8 F6 u
: M, s, l3 \' g7 L
%对高频系数进行阈值处理- }+ y+ w: x" N8 r
0 Y' i! y4 J% E1 K2 `2 w6 g6 M' Mnc = wthcoef('d',c,l,n,p);6 V2 K& ]+ v: U5 F0 M
( F/ v1 R5 C7 M, n
%对修正后的小波分解结构进行重构
% d+ G" J" J; n+ E( F' T" ]3 u' c3 S* l) I4 B+ c0 s' B* N
rx = waverec(nc,l,'db5');
6 j# {, ^: s+ F
: h8 d! v0 p; D5 Psubplot(221);& l. P9 q+ ^9 }( u+ m5 v3 X5 x
! p0 F, z" Q: G _* O8 f* B9 e
plot(x);
7 M# o9 ?) ^0 H; x+ Y# J# I$ h& ?% v
title('原始信号');
9 K9 Y5 G0 v7 g1 X9 g
4 q, T/ {' f% T% gsubplot(222);
: S) h5 Y, _8 ^$ _$ z4 x
2 t) H: \ u0 Cplot(nx);$ P; _5 b9 e' |# v8 k
& g. @5 {/ i3 @
title('含噪信号');
" L- r" @5 o1 Y' [& i$ Y
3 N! \( X3 Z: U% }/ Y/ x4 h, R& vsubplot(223);
& i5 a/ y7 l% ]9 W
) ]% ~5 H B4 _ R3 i1 c7 Gplot(rx);5 u: [! t9 n# Z) [/ [; v
1 h l) O2 ]- j) C% W) k
title('消噪后的信号');6 H; e; n2 A$ y) c7 x3 i! d" I, e9 x
+ O$ i/ s" R9 t" t+ W * v- S* I1 `$ w5 s6 w
G6 c8 P9 D4 N& y4 Q3 O Q例4:
% g& `' |; g& [/ ~
* C8 X6 v2 A' x* k' [( U Y8 @5 J本例中,使用一维信号的自动消噪函数wden对信号进行消噪。
! _% h, l' ^$ {; v) V1 x
. S3 p# u( A# v+ `load leleccum;
: N2 c" W# E6 p# N. s8 r! Y1 n3 Y6 Y4 K3 q, V8 o
indx = 1:1024;
- s5 ^2 {- i* x3 ^/ X; E& m+ g, c5 q. v. q6 ~' r0 Q
x = leleccum(indx);/ n3 U5 e6 C4 K; G% l4 ^
% \. v" k" C1 W' g( g8 Z%产生含噪信号, h% j% N# G' E( q/ A9 G0 ~
! X% V& `- H4 w1 \
init = 2055615866;0 w8 O$ h3 @* [0 _
1 _/ u6 \) J7 d. Z) [% }randn('seed',init); @7 t; q" U' A: I% u0 E
1 p" \" i4 ]' U. ?) m3 inx = x + 18*randn(size(x));
) x- I- I, H9 |+ }, Z- p
0 [8 c; m# V2 l/ O- W: p%将信号nx使用小波函数'sym5'分解到第5层
7 f0 p( e8 v# R* |6 e3 N! S( l0 t/ {0 m' D
%使用mimimaxi阈值选择系数进行处理,消除噪声信号8 ~' U( ^5 \4 [3 D j( l# R
: g$ f5 T2 l5 G/ D) v j. q; t( v6 ?
lev = 5;
" o8 X- C& o8 h/ e- ]2 }. l& B! Z6 [
xd = wden(nx,'minimaxi','s','mln',lev,'sym5');+ }8 ^0 g5 R Q
) O# D; e: {& @- i
subplot(221);
2 b4 U& d" a. m6 x$ w! v; s9 f/ o3 }+ G$ K
plot(x);$ a* U5 n+ H* g- H
1 j: E/ h4 D& V
title('原始信号');
c. ^+ s; }& p6 C
/ n! ~0 \. _* v+ Z- B6 x. k- Xsubplot(222);% A" s" }( q; @4 \4 m
3 f$ [2 l& H3 ~: {1 H9 g- Y% P- Aplot(nx);: p; ]4 _- r4 m2 l* Q
; h' P7 j. d+ Q" o: ?4 jtitle('含噪信号');
5 c {% \; u' X6 a# C! S* e
- K: { f K% G# l3 q* [% ?) Qsubplot(223);
1 d6 K! h! d/ U0 \: w- @2 t5 o U( A0 a% D J; o# r9 ?9 G
plot(xd);
6 O" F; H/ E) V4 M2 T4 ^6 J% f$ O- N( c- ]- u
title('消噪后的信号');
v C9 y g2 t$ H
# X/ l: e$ c* u& h9 _0 q+ l4 `1 l/ d# S8 Z, f% V5 ]1 O; N
5 J. d$ O- [8 A% xx=[-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];: G& g7 W G) g
lev=5;
/ U3 N& \% d( h# ewname='db3';
, w/ o4 Y: J' \ K) |* Q; A; ][c,l]=wavedec(x,lev,wname);5 J$ U, t4 d, H6 w: Q, y+ q
sigma=wnoisest(c,l,1);& f$ d, W9 Q9 l0 J
alpha=2;
3 U" h5 _ q$ H/ W7 F B$ Q! Bthr1=wbmpen(c,l,sigma,alpha)- B( @2 ? }. O/ {
[thr2,nkeep]=wdcbm(c,l,alpha)3 u! h* D; K C f2 j5 S
xd1=wdencmp('gbl',c,l,wname,lev,thr1,'s',1);
7 N# ] u9 m0 y. h9 v[xd2,cxd,lxd,peRF0,perfl2]=wdencmp('lvd',c,l,wname,lev,thr2,'h');" ?7 q6 S, J c/ H
[thr,sorh,keepapp]=ddencmp('den','wv',x)! c; {) O3 Z ~+ E5 V
xd3=wdencmp('gbl',c,l,wname,lev,thr,'s',1);
' R/ ]& Z: F: ^5 ^subplot(411);plot(x);title('原始信号','fontsize',12);; H+ j: V: J% u7 _" E7 D
subplot(412);plot(xd1);title('使用penalty阈值降噪后信号','fontsize',12);7 w7 W5 {" g6 k4 ]. P
subplot(413);plot(xd2);title('使用Birge-Massart阈值降噪后信号','fontsize',12);. v! z4 @, r$ Z1 `: `& G' m/ A
subplot(414);plot(xd3);title('使用缺省阈值降噪后信号','fontsize',12);
9 z" n$ V. v$ \0 _9 D" k! H2 D
k A3 h! J* T' C
7 x/ `8 u8 f: n- G% r
: P8 E: H2 U( |) Y |! i
( J) L% ]6 H# T' H4 u" U! B
& {# U0 P6 ~/ V; k M" b, K8 ?% V7 n$ H0 a% Y) _# U1 L# k& m
# C$ f7 Y j" J+ `- _$ H% e8 }
. m" a0 I; t1 K4 W# M$ h
" v# J% p. t) m1 x) [4 L3 s |
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