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给大家分享几个小波阈值去噪的MATLAB代码

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发表于 2019-11-15 10:01 | 只看该作者 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式

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x
给大家分享几个小波阈值去噪的MATLAB代码- @" ]8 Z5 p% j* g% g  R
# v0 P6 i4 v) P5 B$ N6 v1 X: N/ ~
3 [, |4 d% N. o5 F& x5 Y; f: a
例1:" i% y9 {+ Z& P) ~

- |8 x9 V, ?# j% a7 M9 uload leleccum;
- U9 O* V; J# b" j4 ?# u) {* R! o
6 @% I0 U, b5 N' c; j3 cindex = 1:1024;
: f$ f$ I/ `, H0 i+ P* R, A* H: R+ Z* P# Q* `
x = leleccum(index);
$ _0 o/ M* R# v) x" Z- X* E
1 @1 T( t5 N& x* S. Q. }/ t! ~/ C%产生噪声信号& R% T( R* C1 @; U- \
5 E, ]1 R  K$ p  R
init = 2055615866;, [1 j  v' I/ v! Q

  @1 [8 y  m& f( f1 nrandn('seed',init);
$ H. g- f* G% u/ s
, C6 P- U  Q! K6 v$ ]nx = x + 18*randn(size(x));
, C* F" Q9 o5 Z% v$ w/ i( ]" l+ d
%获取消噪的阈值
) I# u0 K! x- C  {9 s+ i: }: |6 j. T0 v" c5 W
[thr,sorh,keepapp] = ddencmp('den','wv',nx);
* c- V7 S+ ?6 f
% u5 {- y4 V# ~3 T2 {/ `7 `$ b" u. v%对信号进行消噪& M8 V; \* e7 i8 X; R" F

  \% _0 l' U, C- T% o- pxd = wdencmp('gbl',nx,'db4',2,thr,sorh,keepapp);
, h" ?8 D  @! G" J& S" Q  h1 p
4 `& b7 w' t' c( l7 p) Asubplot(221);+ ?8 _  a8 k2 }* J3 f) o: r
! z' R2 \" l: E3 o3 p
plot(x);5 k1 i  X8 e5 l  w$ @7 i

0 M, L5 E4 Y* v! W% j6 T9 Jtitle('原始信号');
; z! d3 Q( c: w% t" _( F6 i; ^8 Q, w% [* Y# ~5 y
subplot(222);
3 M/ [1 A; L  G- s5 H3 T/ b, _% w& g* W- B; v2 I
plot(nx);9 O2 e) j) a' p  I

6 |3 J! [% S. y6 b# Wtitle('含噪信号');8 `! }7 u! e. @) ^0 b' H; g

( p. O( i0 u; S8 h" Psubplot(223);
) Z9 R+ N# S+ W0 ~  H1 ?2 P5 W/ E5 O  d- C& R7 V* o
plot(xd);) x3 D  Q# z4 b. X
5 n) s; F5 I6 L* o; d) B  G
title('消噪后的信号');. ]7 B7 R) i6 Q7 _
* B1 h8 \* S5 l0 j6 O; b4 w
* L' [. O( D# h
例2:
3 V+ `! @3 D: T
6 N4 Y. E) m: P- i: 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。
4 `4 f' q7 Y! P/ F- E% z
0 e/ _% A2 [2 [5 F- v, rload leleccum;
5 G% j4 A; d$ o) Q4 g8 W  ?3 d9 g* H
indx = 1:1024;
% ?& R( I+ i$ F2 o8 b& s" P$ T8 `% e
x = leleccum(indx);
$ t8 v+ S! a, N( @0 f
! ^3 i( B" d+ v% C' k%产生含噪信号
- D9 P: y) F- I' F! N1 l7 A. [& j/ v) g: O6 l9 D2 u( ~" W2 R! [
init = 2055615886;
/ z) X1 u; C! ~+ x3 O. Z6 e0 l( n' J7 x8 D1 I
randn('seed',init);# I4 r; \# s4 O1 I0 E+ O+ t

' M- t5 s* E( c4 c( |* g, q- \nx = x + 18*randn(size(x));
' Y. P& M7 c, {7 w& \
6 c/ ]5 W6 f8 B- _/ y( \%使用小波函数'db6'对信号进行3层分解
+ I" ?5 R& B  _% M4 i
& V. r% W1 v% ^* S/ A1 c/ j; A[c,l] = wavedec(nx,3,'db6');( n% D" N3 K3 y1 m. t
' S3 ?& h3 O  e3 O2 [3 e! E) r
%估计尺度1的噪声标准差6 g) @: [1 P$ p* m9 n. p2 t* v: ^% N
: K+ e# `7 i# J: r
sigma = wnoisest(c,l,1);7 ^) J% f: h* N2 d# {

) v) O6 L% ~4 Falpha = 2;
+ p' K3 b9 S% `; B7 V$ h6 c, o! ^4 o( K7 T7 `
%获取消噪过程中的阈值( y# h0 c+ m: e
3 r" t. N  B* I9 y
thr = wbmpen(c,l,sigma,alpha);& @; h3 {, s  q9 {

3 ~9 K2 W: Z% t! Xkeepapp = 1;
# m- H2 V1 v) B( d* c) p# b
' \2 a* ~# X+ J7 r%对信号进行消噪0 p) M9 X2 h& |3 _0 p, ^
) g9 s7 h& f& w4 G% ]
xd = wdencmp('gbl',c,l,'db6',3,thr,'s',keepapp);+ N' Y9 r9 b5 M- s
1 F6 C& G7 f9 C0 I7 Y  t3 d
subplot(221);) \6 k6 j' c3 M0 I$ u4 c8 I

5 s" o0 r, h. [# _- k  [3 v8 iplot(x);
% R2 a9 u8 K$ c0 W* K. D+ n/ ?9 P* `# N6 B' c
title('原始信号');
* Z, V' j: Y9 V. [9 v
; R' Z9 f" p* `' X: C" g$ Fsubplot(222);
" Q3 n/ J" \1 v& o1 Q$ z# a. r- s$ \/ i3 ]% m9 g
plot(nx);" y& I8 E/ v" D* Z; S, \9 d
  ~$ S5 c; G  P# [, t, m( k, i
title('含噪信号');
/ Y8 v( K- c. M6 c2 H; @
+ q4 q- ?, j5 W6 K' Esubplot(223);
* @3 u' j5 P0 _  W/ T6 m3 s, e8 ]( D2 j0 a7 U
plot(xd);
# C, X2 N% u, Y6 K: L. x( n+ @5 u
title('消噪后的信号');, [" [$ H* w) X1 ?/ j3 j1 z

) _. ]! j& n2 ^- ^* S# g6 X9 a7 {& e( B0 S$ T2 a/ A
例3:
8 }0 j' Q# S2 J2 P( E5 q; `: `+ n9 a8 C2 u6 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。. @0 J( ~/ ^, K4 ~: L9 f6 E3 e

1 T1 a( ^) t7 [& R) O. o) G$ Lload leleccum;
# B0 Y& H" N- t! c/ b' n" A8 M& U, Y1 E9 y7 }$ a2 b
indx = 1:1024;, @$ r+ V! o9 x" k- K2 b
' r0 L2 g& R+ d# Q5 k; ~+ ?, ?! M
x = leleccum(indx);
8 v, d( @5 o7 t, J% E0 ^5 Y" `0 t( l
%产生含噪信号& n8 M4 B: `+ z; P; M% D/ e
& j" d5 w* X  }# k/ P% G/ h  A
init = 2055615866;- m# m- e8 d3 C& C6 A
+ P0 w4 i9 O0 v) j0 p
randn('seed',init);, J+ |3 U  G% p- _! e" G0 G

. h$ c7 i: p/ o# P# p* Snx = x + 18*randn(size(x));& B& }2 r$ F# Z. W6 Q3 p

" u8 L9 Z' y5 e" U. y4 b* _%使用小波函数'db5'对信号进行3层分解7 P: r" K6 W( ?7 p1 A% P

' m" ?! t# ?4 e4 P0 s[c,l] = wavedec(nx,3,'db5');
5 l" p1 n* A3 g; n+ f. f6 h
2 b1 V0 F! ~7 X: v. }/ x- B%设置尺度向量
2 i/ o  |$ }& n* W. t4 [  J5 ~5 y* q6 J& d) e) N0 F
n = [1,2,3];' I) j$ R2 a( u& S4 o
+ A6 w$ F* s( o( v# u: }
%设置阈值向量
/ o  [) d% i2 S5 R6 I0 Y
7 R8 [' t' ?) t) F& a+ O9 tp = [100,90,80];
0 I) m* p' U& j/ F. Z. N. c# F" L
, `9 J/ n# T" ^  E, C%对高频系数进行阈值处理2 j. X' w# i3 V6 Z
  R- o  t/ S: _/ V: g
nc = wthcoef('d',c,l,n,p);3 l9 v6 U4 `" w$ N& E6 T  u
1 n! Y3 z9 b# I
%对修正后的小波分解结构进行重构! c! V* u  d9 ]2 W. K4 S

6 ~, d* b( b$ ~. i9 ^0 ?% Erx = waverec(nc,l,'db5');
) `! r+ ?  H1 m) ~# U1 S* z1 |0 ^" P$ J3 d
subplot(221);) I4 ?, X% B0 E4 \6 Y+ T& }5 j

+ [8 k. a5 ^' T) u( o) o8 Tplot(x);
6 P! o( r) m% J' G8 s) m  m/ ], M- T( h
* S$ G* I& v$ E: e; W, m8 b2 O* }title('原始信号');, E, x1 i1 Z5 N. t9 J7 b7 y

$ c3 M6 s1 Q9 }! y! i0 i7 Gsubplot(222);0 V, Q0 I, M- y" T4 v" `/ |" r
( K! G, ]2 j% g* y" A. @* [7 R# {7 {
plot(nx);
& n& ~' T7 ]9 N* \0 x% O; D" n0 b5 q+ W" f% z; \
title('含噪信号');/ U, ?6 y0 ]4 T: z$ s
# J4 {- g2 ^' W' _$ f
subplot(223);
9 w8 u* o% R, D/ I9 U% Y
1 W& Z; J; H6 {plot(rx);
# x3 w2 i2 s9 R; K' M% {/ v! Y! r/ O! a! _% g( c" d
title('消噪后的信号');
3 T; T) C0 W1 ^. V8 Y: ?
+ d% P* Y& c  b) s6 ~0 v
+ J9 A* m) x5 T
8 _* W  J7 u- H( R) {( l$ t  _例4:$ P4 I6 R+ N# ~. v2 F* `
$ r, y2 C, @; ?. T; G5 ]8 P" 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。
  T& `3 J, U+ g: f% I; i! a! l8 q# f( w! Q
load leleccum;2 E+ R& }# ^! }; E/ B& Z2 I

* {9 E: R! e$ T1 ?+ r& A0 u3 zindx = 1:1024;
! C& Z$ D. g+ l, s" V% S; W$ i. G0 c7 n9 G
x = leleccum(indx);
# i  }4 I* H- M7 ^5 b# v) Z# O. |/ {0 g2 N4 u0 O
%产生含噪信号
9 i4 P; [" W% H6 }1 a. ]. s' K6 i0 }# b) a/ I
init = 2055615866;
# M0 ^* ]  L2 p& z
" s2 m. d/ \/ r1 W  Krandn('seed',init);' [0 J9 B- M5 n- t" l9 }( [; x

, K8 S3 S) F) _nx = x + 18*randn(size(x));9 I/ E  c8 q" c& y! L" W

7 {, L9 I4 X3 s%将信号nx使用小波函数'sym5'分解到第5层4 H' k- Y' u( |2 v  F

7 Z3 R! b, G$ m$ \%使用mimimaxi阈值选择系数进行处理,消除噪声信号/ |' E/ k: O5 i
6 @8 P) j- J2 D7 `; m7 Y6 ]  a# _7 a7 w
lev = 5;& W* ~: [4 ^* e" Y" J
1 B% h8 E9 x, b. @1 u
xd = wden(nx,'minimaxi','s','mln',lev,'sym5');
) O4 W3 x0 \# j/ H" K# y# y) E
) U& `2 G" H" D9 e; tsubplot(221);
. s, k, u: h* e; [$ }5 [7 V7 }5 r7 k; R: E
plot(x);
3 `) I: y9 G, E  u9 a4 f
  V5 V. v% g0 L: |% jtitle('原始信号');
- ^% Q0 \3 A- A7 Q
! [+ |* r- s  Y0 i  Isubplot(222);8 D5 j4 w# ?, R* v

0 l! q* f* O+ E+ [  splot(nx);
' u* n( F! ]1 }, N* ]
9 N0 Y/ \3 z3 p) R3 qtitle('含噪信号');
+ y6 J6 f! Z; ]' }
/ v* k. Y2 P# \3 d, k  N2 v1 N! w( q# @subplot(223);
& A! x; G5 q* i
5 f) O$ E) ]' bplot(xd);5 ^+ U# M3 T$ P: _* m. _" V

3 _* z6 Q' t6 Z" }title('消噪后的信号');
- j! ]. z, t3 K# m  r  Y5 L% K
3 X, N' z% D% I7 E# f$ n: R) \

8 S: ^- ]% @6 wx=[-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];  v3 q/ z/ O5 C
lev=5;  ^$ O% E7 J) B/ c
wname='db3';% k( Q. W* q0 t
[c,l]=wavedec(x,lev,wname);' E: G+ z3 k7 v  {9 x# u
sigma=wnoisest(c,l,1);( d3 f9 V5 D' _; |& X# w$ [4 E
alpha=2;$ X& d+ G; K: ~  H" V3 Q. G
thr1=wbmpen(c,l,sigma,alpha)
' D5 |, y+ C# o[thr2,nkeep]=wdcbm(c,l,alpha)
3 P# n0 U5 \* N: J1 G$ J6 Kxd1=wdencmp('gbl',c,l,wname,lev,thr1,'s',1);
; k9 j% O) v1 P- Z; h# f[xd2,cxd,lxd,peRF0,perfl2]=wdencmp('lvd',c,l,wname,lev,thr2,'h');
4 E( Y3 j! R$ W; n2 b[thr,sorh,keepapp]=ddencmp('den','wv',x)1 a3 i* O7 a& `; j- b- U
xd3=wdencmp('gbl',c,l,wname,lev,thr,'s',1);' X. W2 a5 X" y) r' I
subplot(411);plot(x);title('原始信号','fontsize',12);3 x2 w& h( U  C* l
subplot(412);plot(xd1);title('使用penalty阈值降噪后信号','fontsize',12);
( V7 S) k* G5 wsubplot(413);plot(xd2);title('使用Birge-Massart阈值降噪后信号','fontsize',12);
) y  C, ~" [4 U9 G0 G/ W5 _subplot(414);plot(xd3);title('使用缺省阈值降噪后信号','fontsize',12);
  a& Q, a* D3 }' j

" d/ I* b/ q& O
$ G2 ?: w% q' H/ L

$ u/ m5 I9 C7 X% r0 f1 [4 i( Q; C# F  r! V

, \6 Y" h" Z, H5 x+ w; Z" }# I+ A2 a: D1 c# M3 `2 w
& }7 b0 d$ y4 O$ W6 U9 e2 W' B

, B& h  v5 a7 j, K

4 j" d/ l( R' E+ @4 Z  G9 p8 v

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发表于 2019-11-21 19:15 | 只看该作者
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