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x
给大家分享几个小波阈值去噪的MATLAB代码
1 y$ D! `6 [7 _5 ?/ v0 \" ^9 E; l" i- g& j9 d
7 }) x+ I; w! e v
例1:
% Z+ u) `% u* B# e; f
/ x" ^6 B4 u( q% [3 Bload leleccum;
6 o0 n1 M; s4 ^5 z1 f5 [8 `8 H
* J; ?; j5 K) ]; t/ \index = 1:1024;' t" E$ Y+ L( {# ]
/ X5 D1 f. m! G; v6 e6 ix = leleccum(index);
- z% d1 X ~0 F3 A5 y% ?! i$ T1 P( `% ^6 [& k
%产生噪声信号
, e8 t' w* u) D/ n3 N9 O V/ f2 ?7 f& A
init = 2055615866;1 c) M+ B% P1 @7 {: R
- a2 I/ u* K7 w$ Orandn('seed',init);
+ F$ B2 p* F# F* j" Q( {+ u7 ~7 s- ~' M: B1 ~! D9 K! s
nx = x + 18*randn(size(x));
3 a/ E g4 Y; D% ]& S6 U5 P5 L
1 a" e7 ~" P" i) F+ b) ]% W%获取消噪的阈值
# o( j# ^! L" y& [# V' p2 K* e% r- x4 _+ ]" t7 q0 P
[thr,sorh,keepapp] = ddencmp('den','wv',nx);
& n% |, s. u5 @3 |3 s
3 @" W- y; {( ?$ z2 d7 L& g%对信号进行消噪
; ~5 i0 U3 [. Y; S7 O" V
+ m% @6 M9 D7 B* hxd = wdencmp('gbl',nx,'db4',2,thr,sorh,keepapp);: I; z4 c6 f, v
% H$ y% _- u3 U; W
subplot(221);
7 Y- K. Z, l# g0 S
8 g ?# ~1 G: L" A% @3 u' aplot(x);0 c" n! D* [" Z: q" \1 a
+ v6 k) x# ?( z5 x
title('原始信号');5 I0 l9 j! a# a: w$ u. Y4 l# n
_) V2 C5 {# E9 b( `subplot(222); p8 z$ a e" d
, x1 e1 x* b9 r/ X
plot(nx);
' W) |) Y: w( d+ N& |% T) d9 B
/ \# k( O5 b. F' C) p% b( Otitle('含噪信号');
1 L" ^, q F% O' b* P4 d4 D; F6 g) u1 u1 ^: g) Z ?1 i0 U% p( R" e
subplot(223);
0 _! p+ T; z# ~( p+ C" U/ N# n2 x- i- h# P- b/ j) o7 [
plot(xd);/ ?8 j; N+ H' }& Y6 m5 k3 m
- F3 d1 A8 w5 R7 ?
title('消噪后的信号');
: e$ R' u' q5 h4 s8 w+ m$ e& b. l. P9 U( W$ A9 F* l
# G: l2 Q- W! m* ^4 [0 u* }% E例2:
- n- j0 l; w( I( r0 v, |1 O2 ?0 Y; N
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。
) F) S, j; Y$ X7 G' D; C4 z% f6 Q! H, k8 A8 t- U+ `0 _
load leleccum;
5 |4 `; O; N a" ]! o+ C0 f6 ^" [ z. ~) G5 K% G2 E6 d2 ^
indx = 1:1024;. t W; u" y( ?) x2 e" t
7 b& a+ P5 q/ ?
x = leleccum(indx);& V; ^% B1 @6 |- F; M+ s
, I- ?9 M- c. S4 J$ T
%产生含噪信号& n% F7 D/ S0 S* i: ]+ U9 I
' p# m' c3 i! ?; H7 t
init = 2055615886;" n0 h9 g1 |! }8 s/ h+ n; m# P
8 W+ {# [. E: g- Z. s, j+ T2 ^9 [randn('seed',init);
/ ~! V: l+ H; R1 h" c! z% U: y6 W0 q7 M* C5 C- `
nx = x + 18*randn(size(x));" U( G+ M- [0 y" Z3 H* i A
1 t( W' j: _+ ~! y
%使用小波函数'db6'对信号进行3层分解
( R( j9 W; i- U- Q! _$ i6 _0 H/ y- v$ Q x# h# W2 \0 ?) a1 y1 A
[c,l] = wavedec(nx,3,'db6');
& m L* v$ r& M ?& g4 S* B9 G3 }/ C( [/ |. Z; r( }" A" P; B9 I- U; [. ]
%估计尺度1的噪声标准差
& T/ D% _1 f6 u
! P/ t6 o" O Y2 O# j1 K6 [" y! ^sigma = wnoisest(c,l,1);3 i4 C; g; F9 I( L4 _
& t9 w3 V4 V) p
alpha = 2; I6 P) R" ~0 A7 \- w/ ] P' ~
* i' U; Y% F& z; U. _
%获取消噪过程中的阈值/ t* D. P# ]( B& P
; b6 R4 _5 D. Y+ Z0 C! I6 C% s
thr = wbmpen(c,l,sigma,alpha);
f/ N: L7 d3 i* r. [
& k+ P% V9 _2 s) k. W) e* Wkeepapp = 1;
) {: T1 L" f- _' a
' o* ^2 W( M; \* z& x% B& p C0 N0 D%对信号进行消噪4 N: n' \ i6 k8 a$ e7 Q' R
1 `% ~) ~ t" X( F- {( L& f
xd = wdencmp('gbl',c,l,'db6',3,thr,'s',keepapp);* F8 E/ \* g* B* o
2 ?9 o. Q' w" A* X7 B; Y& [
subplot(221);
Y/ s. w2 U. X1 ]. Z z$ ]- G( J6 J2 {5 ^$ ~4 @7 i" h5 D+ {5 e: K
plot(x);# u4 [0 M. q1 O p
, G$ `7 N% m% b- E
title('原始信号');
2 _6 t: O% V2 i/ a# A( z2 o1 D0 J0 }! f) e4 A: e" {- A
subplot(222);
# _( `: J3 R$ a3 l" l5 X0 q n# [/ i9 q
plot(nx);
+ x8 Z1 L! n" p' `9 H7 r2 [" P+ G9 C) p+ c8 f& z
title('含噪信号');7 T+ l# E3 C, k$ G0 p
) w3 z" k; I/ P9 Y R
subplot(223);& e( Z B+ H$ |) z# k) I
0 S; {2 ^8 n# Y* E0 ~5 U5 j1 }; z- jplot(xd);+ p1 g1 Y+ O. C
: P% m* n5 f0 l5 @2 _% {/ ?% K) I3 ititle('消噪后的信号');9 l6 ^: j5 W3 u4 O
5 A3 L2 [; |9 S3 R$ E6 B
# A0 @, a5 q2 G n) ~' C8 l7 O例3:- D( b2 L6 B \3 I6 c7 y6 A
z' I% ]8 |: h
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。4 g9 S& m/ Z# G. b' N- R
- l2 q4 ^" Q, o
load leleccum;( [3 r2 g+ ~. P4 {6 p4 X3 z! W
% h6 r' L9 [, dindx = 1:1024;
$ A! Z. p. T8 b+ Z2 B4 F9 Q2 \) H- W9 A; ^3 @
x = leleccum(indx);
' m3 Y G6 ^$ _9 _# P3 c' s' c7 ?- [
%产生含噪信号7 }4 M- m- U2 B( j! i* x1 ^
J* H0 x- p. L4 `. i0 q
init = 2055615866;- i5 U4 s2 d5 Z6 O
$ j# v6 [* R0 V1 c- @ T1 O" ^randn('seed',init);
5 u0 D6 ^3 c6 C( |3 O$ ~
8 ?& e' p$ s# G( F- {nx = x + 18*randn(size(x));
4 K% k* O6 P) ~" X8 M! O9 U0 G) l4 Q3 w5 b( k* u
%使用小波函数'db5'对信号进行3层分解+ J" V X/ b& ?' D
- }- [0 Z6 ^# u! x+ I
[c,l] = wavedec(nx,3,'db5');
1 P1 {6 z |' L, \
6 r( ^* E4 [% r7 c$ d%设置尺度向量
; S O s4 z0 D( p \; Q4 R/ P7 _9 {& p6 H
n = [1,2,3];3 l; r3 w- u( W; x
2 z- v# Q1 t3 R9 j
%设置阈值向量- ^) C z$ L5 ~# K
& {! D" \: ?, j: I/ U) y* Z
p = [100,90,80];
2 N: k+ @* ^- x7 Z4 W2 h( P5 c: p
%对高频系数进行阈值处理
4 b* O2 b! P M8 N! _: H; M1 J2 G
& p& j U3 l9 x, V8 {nc = wthcoef('d',c,l,n,p);3 D L, t+ C1 I( s" a6 R$ w* P
1 s+ V! R2 A2 a* a: P( q5 o%对修正后的小波分解结构进行重构
5 I8 Z# P1 g+ b. ^' D* L a6 o: `. }5 a# ]) z+ z3 z( f0 w
rx = waverec(nc,l,'db5');; E( f2 a/ b" G- z; q7 x
% |* q' e( z) y9 E6 o4 n8 bsubplot(221);
! N3 {+ [" F( ?! k7 q# ?
! q. J+ h5 @3 I! `/ z# Jplot(x);: h7 A' s8 [1 r; j0 c
" J+ B, `8 }5 Ttitle('原始信号');
5 o c' I/ m: n3 e2 l& d
: b3 D0 R; e, c9 n# h2 csubplot(222);, {3 n0 @$ g1 g# h. P5 R
# O* m6 c" A( p6 m. N4 ]1 ?plot(nx);
. }$ y Q$ F) a6 ]* L0 D" N* U2 ]( @. u) G! J& S- Y: ?" o' `
title('含噪信号');
4 u7 o. j6 R+ g
1 L% ~5 B5 c2 j: H6 Msubplot(223);
_! Y2 V& w$ y) [5 T2 G) m* n2 Q4 s9 i
plot(rx);
' m+ y7 _" I# Z) M; ]1 C
. F8 K* f. a# x7 W6 Q, F u% ptitle('消噪后的信号');
7 k% `. A: ~ x- d2 w9 C
4 U( ]1 {! _( R 8 ~/ L' U9 b2 \7 i \
! f: d+ K' t( o0 ^0 m: [
例4:
/ |. I* u3 P3 {+ `
/ ^ f( {+ j. _7 {0 n本例中,使用一维信号的自动消噪函数wden对信号进行消噪。
5 V3 r' i$ r; g( O% e2 _
7 y C5 Q9 o, w- O& v o9 dload leleccum;
" E- F3 E1 `5 f) {, W9 z8 f) A+ Y) u$ S+ d2 Q: S
indx = 1:1024;
" H8 h% X3 ^1 B& A! {( B/ z) B- s
5 D8 f/ a' @% d" j- ox = leleccum(indx);
6 z* h) q; c# T2 H5 d, c/ y
9 y2 Y) l) [0 ~7 X%产生含噪信号
v; h6 J- \* f9 V7 r( w! P+ j. V/ y# [# |- i3 P. F. ?
init = 2055615866;
( K' }9 W/ |9 S% ^) J+ S% D
+ D% w' q6 r/ v% ~randn('seed',init);# G2 b" O0 V2 F/ y" m3 Q$ V/ s: k& g
% @. ~. z: u. S
nx = x + 18*randn(size(x));( d D/ l1 T9 `# K3 U
) f$ n. d, R5 Z% n
%将信号nx使用小波函数'sym5'分解到第5层
+ a. d0 Y/ u0 o6 m) F: g/ A8 e! d4 o/ s4 `- u# w7 _. y% o
%使用mimimaxi阈值选择系数进行处理,消除噪声信号
: n) r3 n k4 t
7 M! _( t/ W3 A3 e. r9 o% Alev = 5;
+ g9 T# m7 Z: m/ v$ y6 z8 Y$ I9 a& V/ ~7 I( t
xd = wden(nx,'minimaxi','s','mln',lev,'sym5');
- i# {2 G+ B- M
* a" j# W6 d* Y3 q* c+ i5 _, n' ssubplot(221);
, g9 X: s A5 ^. u8 s% t; \% _5 O4 h2 P# M5 b, w6 l
plot(x);8 B3 P- M; |/ W9 s5 }
K. ]2 Z! @1 T, ]8 A6 [! M: otitle('原始信号');# k3 e8 o5 K% t5 j' s+ q( ~: r
4 O3 G/ _8 B# @, K$ `3 l
subplot(222);
& z9 f7 k6 c1 M8 B1 R+ _5 @1 r4 M2 ]3 m& B; M8 ~
plot(nx);4 p; j: q/ G7 h& t
1 m; I/ m# }$ o
title('含噪信号');
1 q/ ?7 i4 `2 p V+ H
! X9 u3 K2 D- jsubplot(223);
. k* [+ G# E) r7 o) }
# `) v0 S6 W% o }plot(xd);
; ~5 v! e% w6 u
; u& P. o0 Q3 N3 Gtitle('消噪后的信号');
5 h) \) ] g* Z, W5 {+ ?) @ x- p3 h0 a6 t) P7 M) a
: k! z B6 M2 {$ E
- q+ Z' g" U6 c. E0 Bx=[-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];
9 p' n% M ~' |1 Y( Xlev=5;* c0 o( ]4 [7 w; c$ ^$ a* A
wname='db3';% X- D1 h3 F2 l b: z
[c,l]=wavedec(x,lev,wname);
' [: g" w _' I @) Tsigma=wnoisest(c,l,1);
1 L L) Q: |7 k3 D2 Falpha=2;
- e! N& ?8 q* U5 L& a% A; uthr1=wbmpen(c,l,sigma,alpha)- G6 I2 V: y7 c0 c' u2 y
[thr2,nkeep]=wdcbm(c,l,alpha)& B8 {7 ^# F. p5 B& e B2 o2 a
xd1=wdencmp('gbl',c,l,wname,lev,thr1,'s',1);8 u( S0 [ e3 U
[xd2,cxd,lxd,peRF0,perfl2]=wdencmp('lvd',c,l,wname,lev,thr2,'h');" p+ p& _1 L9 X6 q& c T2 X# ^
[thr,sorh,keepapp]=ddencmp('den','wv',x)
2 `: ?2 c2 E1 Nxd3=wdencmp('gbl',c,l,wname,lev,thr,'s',1);0 o9 s/ D: p, ^) b% H, o( X' I
subplot(411);plot(x);title('原始信号','fontsize',12);
9 S5 }9 Q' N- ^subplot(412);plot(xd1);title('使用penalty阈值降噪后信号','fontsize',12);
/ s* b! q# v( j; s1 ]; f0 zsubplot(413);plot(xd2);title('使用Birge-Massart阈值降噪后信号','fontsize',12);
5 s, |5 j# l9 l7 `, Psubplot(414);plot(xd3);title('使用缺省阈值降噪后信号','fontsize',12);# v8 d+ F" h) m' l. f
, w! r9 {& k" R f- K7 b1 A. q: y
' _# o; ^- t4 f8 k/ A- N& X
9 U& r1 @4 k3 f0 f9 c* D2 q! |; b7 b7 Q0 a+ b* z: B" ~# A$ R
) S' X; C! G; o( ] u
5 V7 x8 y- o$ M1 w2 v" P5 l% R. n* f; Z5 p" g' n
! }0 @; q0 U# m6 e6 M) Y3 F. {
+ U! ?7 S8 Z1 |6 V6 t
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