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给大家分享几个小波阈值去噪的MATLAB代码
; ~4 u; x0 r& E. I5 Y6 S0 D$ O1 m! k
! _+ d j! o4 f& [
例1:1 u- P9 n9 B- m# G4 _
: {; p. [' u, r; `! q/ ?) B
load leleccum;4 B- Z3 f: X/ |$ Q. |
8 J9 r4 }. |. w# W: Uindex = 1:1024;% R% f- W$ [& x1 c. x
J0 v2 k4 B' ^* r! d$ W: Vx = leleccum(index);* m' C$ U8 V! m: l
" a& S9 j% N( x1 S' d
%产生噪声信号
0 r" U) `! [# e. x0 i1 T% \& A& m9 R
, M( x% D$ A; e( k5 q( H$ f5 V- ^# Yinit = 2055615866;
6 L% [' y- ~3 o2 p. I6 I; D
?( L0 s" n+ u8 M7 prandn('seed',init);+ Q- s0 X" ~6 b; p$ O" F3 Y
8 ]5 S0 Q' `6 L5 n) T4 wnx = x + 18*randn(size(x));1 A9 \. m( g3 D: ]0 E% W( ], ]
- V L/ Q. [0 b& G- o
%获取消噪的阈值
; l* j# q0 `- q4 L8 G9 _
9 r; ^) x7 X# p- }% V( H[thr,sorh,keepapp] = ddencmp('den','wv',nx);9 p# e/ f5 e4 D. P2 j# E& X
$ c+ g( I/ Y; F" Q6 H2 \* Q7 ~
%对信号进行消噪
; Z, R, W+ ?7 w$ E! s
2 x1 b* k, I9 J' Z; o9 Vxd = wdencmp('gbl',nx,'db4',2,thr,sorh,keepapp);
4 I( k* D9 V% S: ?; _3 A# S3 Y9 h0 {4 x8 w
subplot(221);* d6 A% p9 b/ j6 s+ [
. @ K# m# G- j0 o# h& u
plot(x); f1 J9 ?( ?7 {$ ^6 j8 G K2 @ ^
$ a9 k9 n( Q$ d2 z
title('原始信号');; |" a7 }- g( @! B- Z/ U; s
* T% w' x% {% x" Y: wsubplot(222);" ~2 m, V1 @$ ~: B
/ _' ]# t: w: {' D
plot(nx);' s W0 \% N8 y" I; H0 ?
X$ `+ S( a$ \# H
title('含噪信号');
* ]3 Q$ M& Y6 S; `- ?2 o0 W! C8 J9 i0 Y: I1 b' L( p
subplot(223);. q2 r+ v. M4 d4 \" O
& `. R7 K. N! X$ L- R2 T) nplot(xd);
) ^" ?7 a' \* b4 |5 b) o8 }
J' z4 h) @ y) r9 B1 Otitle('消噪后的信号');
2 I) c& C4 J/ ^7 p6 j/ o& G) @* \
1 A9 ^9 w! t6 {9 |
) j3 g7 M1 c$ `( Q* u) K. K6 }例2:! b7 ~; F) q) s' F
% M% t% g7 U( r9 K' _2 u0 g7 x# l
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。3 y+ T+ I/ y" J2 i, ^' K8 ^
8 ~. C4 h% I$ s
load leleccum;
- C- `( m% C# Q+ ^4 Q
/ J/ P+ B/ P; I* N! [indx = 1:1024;
/ W+ z3 P; D5 h7 W( Q( b5 b
3 F% b- t' P. k: v3 Z$ bx = leleccum(indx);
* R1 _$ k2 Z& P( g/ f( |3 N D' d
B0 R% P+ A+ F2 N! o$ J: k%产生含噪信号
$ l3 t/ c( ?7 M2 S$ ^! Y3 ^0 `! H$ L
7 q7 n0 q' o& q' W4 G$ Oinit = 2055615886;
1 e' {" [9 K5 J, e0 Q# s! b/ s
2 k$ B0 G( b$ {; M5 g8 Erandn('seed',init);
+ M9 v: P3 U: W' w* Y; \. I* m
nx = x + 18*randn(size(x));5 D( f& l' a1 H% E( _" \" B0 {
( d( @5 T/ J7 e: X- { m' C3 x
%使用小波函数'db6'对信号进行3层分解
; Z7 i: \( v" r
( A2 ?" ?5 c% x# U9 G[c,l] = wavedec(nx,3,'db6');! v- |, Y8 F. ]8 d
) k0 {' k. l }# ]
%估计尺度1的噪声标准差
m, v" u7 ~9 z6 s- X
/ w) B2 _3 N: u1 j! psigma = wnoisest(c,l,1);6 c6 Q! }9 U) l6 |8 g3 E
0 Q) \8 j: `9 X9 dalpha = 2;' ^) M) ^8 r7 D$ M
! E' v' |' X0 Q9 t; f, r%获取消噪过程中的阈值3 n) }: ` Z: t) W' ^1 w
' j+ G7 X+ V% g7 D3 z& j: Zthr = wbmpen(c,l,sigma,alpha);
s1 F* |' F7 J# d, W5 ~! [6 B. C: L' b# k8 A4 k4 X
keepapp = 1;
/ ~$ A# ?1 y( A8 D% i4 l
: w7 c# g4 c( `- a%对信号进行消噪
. m$ k1 F" [% k/ O% ]. d- }9 @5 M2 ^
0 n4 o8 }7 s; x3 uxd = wdencmp('gbl',c,l,'db6',3,thr,'s',keepapp);5 d* S8 k- a/ u, E! l0 Z; ^
^4 y M& j7 n1 ]$ u) A
subplot(221);
% D, q9 @& r7 W7 j- ~2 n+ e2 J' k3 s$ a$ N3 h6 G/ D
plot(x);4 v: l, Y* X p# I2 ?2 k
3 ?# p" d4 d$ P m# H ^
title('原始信号');- d4 p5 d Y( g4 k3 m
4 |* j* C% F3 {/ G$ `0 }8 X# j
subplot(222);5 F8 E7 n# h& Y6 A& _3 [( ^) r2 m
8 ]! U" U2 {9 cplot(nx);
1 L2 {" i% J2 {# I% o+ r
, ~$ N; q* w' A8 W: `# |! `/ @title('含噪信号');2 V4 i8 P: S$ |0 ~2 c* E+ U
! u8 u) J. y osubplot(223);
# ?3 K) w/ F- z. H4 X! s) A& M/ `6 r% F$ M5 X0 Q: {8 q% e
plot(xd);. g. n9 \' E* R* J1 M: y. {
, x4 Y% S4 f6 L; c& f/ K3 x) Rtitle('消噪后的信号');/ U2 ~. c; P' H% |
5 _9 B6 J$ N( t0 W
1 l( y a7 P0 K. S# S例3:
. J* ?& C; S1 J" ?3 ~2 L( F
* V1 N' L6 e2 B6 b: b: [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。
% c" ]8 |! Z& K, y
( I9 m. u" [' i3 Eload leleccum;
' ^' L! K C. ~5 B5 d0 t* P# D2 G& g
indx = 1:1024;. d. i q, F! w z/ H1 O( Z/ }
; _" C8 {) F* A! mx = leleccum(indx);+ s# D U4 @, c1 H5 G
c+ V" U' j5 a5 }* P( i. c* z%产生含噪信号
5 N6 L8 l4 I) K) k! x: G
8 [0 A/ Z2 v$ R; @4 K, z2 }init = 2055615866;
' L! F2 j' y N' j1 F
" ~6 e+ V: I" T& f* w2 |( @: Qrandn('seed',init);( W! Z/ V* S. }- v
5 k6 q, V3 |4 v7 q! t: Qnx = x + 18*randn(size(x));; o/ `* r" a6 Z: c! f' j
. C1 D q; s" o, ~
%使用小波函数'db5'对信号进行3层分解4 |7 q" {0 X' h9 ^8 u: N8 G: o
) b' `3 k8 m/ M% a" z8 r5 @; f+ x[c,l] = wavedec(nx,3,'db5');7 q) Z2 k, [+ r/ F4 L: a9 s
1 _! A Q2 e# g" }, k( J%设置尺度向量+ R; y1 ~4 I+ }7 D5 r1 I0 L
# b, ^& s! R8 E9 a0 m
n = [1,2,3];
5 o; B1 F7 b: f2 X4 _9 t! p, K% V
%设置阈值向量- h- J2 S+ }& V+ T3 ]- ?
- g, W9 r f. e: e: ^" C1 cp = [100,90,80];
7 Q+ J$ c4 H. H6 q, ]3 U) q8 |* Q2 W, F7 c4 @
%对高频系数进行阈值处理
0 c8 b6 r( ?0 I- R, ~$ r, ]: G8 \1 z+ z. A. v
nc = wthcoef('d',c,l,n,p);; O, o. a* ?7 e% ]6 b
2 }5 m V+ b, S* V%对修正后的小波分解结构进行重构
8 p3 {% s [& N- e2 y0 E& p! V! }. E* G1 t8 r7 S5 H
rx = waverec(nc,l,'db5');7 B+ D: d4 k- e7 n+ l
1 E& K C, H' f# K2 z$ c. {, U
subplot(221);
" |' P( G# g# V2 }' q$ I+ [' Q# A& M; s: H- P! ]7 h
plot(x);: P$ m. C: C5 W9 y( t8 t
" p x& |# Y, ]8 B7 C p5 B! H
title('原始信号');
1 E- K7 Q9 L X0 n E- E7 M+ f z+ D& Y; O+ t
subplot(222);/ O2 v8 A' F7 O/ v7 u; ~
* Z* z) Y( S! c3 f5 e0 vplot(nx);
' k" r- T% r! D7 |, S" P) j9 u6 a
. B! b; V- L; c* Z; ~title('含噪信号');0 A& S/ Z( h0 I' ] }+ q
1 f0 k7 w: e& s. ~2 X% Rsubplot(223);
( h) \! E* D( a3 y1 O! D, Q0 N( I. |( ]1 Q+ p" h4 _/ \/ I/ y6 x% W- X( P
plot(rx);
' y1 t+ T3 a: o# X' _0 f
) v. C, t. f1 s$ b6 y' O: ?title('消噪后的信号');8 a! Q5 e. J' F# R \3 D
5 X9 }1 L; k, ~( n! ]0 `. k2 \& K v, Y6 h2 M9 j0 ~
5 y1 A; X' ~& }$ D* k4 W
例4:
2 w5 f" P8 W$ s. Z# `$ l4 q6 q3 ?/ O
本例中,使用一维信号的自动消噪函数wden对信号进行消噪。. K8 }" [- z% L$ A
" `! s0 n1 n+ w7 I
load leleccum;
6 x& j. j- ^; M. C( j4 W' c2 M0 m2 C' {8 x8 k
indx = 1:1024;
! U2 U- n1 m' m/ y8 \- r0 N* u# V% G9 f/ O0 v
x = leleccum(indx);2 Q: I5 Y$ D5 s4 e
l g5 Q) c' D9 t9 ~, g%产生含噪信号
5 b5 ^) M& j" P+ R2 `7 q# t
0 W. M2 w3 P9 e3 z j3 b- xinit = 2055615866;9 b* R: I( Q! C. f4 }
* P3 q- h. W5 B, z/ s. y% d2 r
randn('seed',init);
" D/ d/ `/ K0 \% @3 L8 c2 N$ {6 B* Q- {4 E
nx = x + 18*randn(size(x));8 q4 G; f: v# w( t9 [& G
7 I4 M; B" v. ^4 _3 {' B" W# ]
%将信号nx使用小波函数'sym5'分解到第5层
% ]" ?. }( z8 I% {' k. m" ?
# k8 ?+ s+ Z' ^%使用mimimaxi阈值选择系数进行处理,消除噪声信号; O+ n, _! m. U; w; x* U
# \- M8 j% `" O Blev = 5;" P) q/ A1 I1 N2 Y, d [: b1 e+ F
s7 I2 {3 D; [9 b$ o
xd = wden(nx,'minimaxi','s','mln',lev,'sym5');
( o' d0 T+ [5 S% H) `. D- f4 `) B$ v% u* n
subplot(221);* f$ \! C l9 P9 b# ^- L; r# o
8 H& o& i! ^. \0 j; p5 hplot(x); W. {+ p0 v" g2 s. j1 J# h
$ z* a) F7 n0 ]3 e) M; D$ r% `title('原始信号');+ a) M7 ]7 o7 v" j/ R' b
9 x `4 ~% a' L) u% T2 dsubplot(222);% B$ T% E( W* u8 j/ f" q6 n
0 d/ ?4 \- f a5 B& V5 Bplot(nx);
R( R, B6 E* m' P& O& C. j$ ]: ]/ l9 D, R
title('含噪信号');! G- f7 g. C' p) @: ]; J* A* X' h
7 H. p! a/ M3 ]6 T5 R- esubplot(223);2 c9 y1 k2 l! c& k! m8 Q
8 t9 H. ~) @2 |
plot(xd);
$ Z/ H6 t0 q' ^9 ?: Y/ `* _
. v5 q' C9 }6 O2 ?1 f- Vtitle('消噪后的信号');
( V5 _/ c1 S, o2 N( Q$ K7 {
2 W* Q; F" f' f& Y
: K y% X) H& I0 H( F8 b( G5 B* H* D% u( r: K1 o
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];
1 t3 l7 `6 m7 A: ^# C5 m, elev=5;
/ {! |! o$ S2 D, R) I$ Dwname='db3';
7 k2 x) y ?6 m8 M' b[c,l]=wavedec(x,lev,wname);1 _' d7 L* o* A3 @
sigma=wnoisest(c,l,1);
. y* r; O7 s: s' zalpha=2;8 Y9 h( v8 i( S* V" @$ M
thr1=wbmpen(c,l,sigma,alpha)# D. T( f) q5 o! }
[thr2,nkeep]=wdcbm(c,l,alpha)
8 e# N& \9 g! g: f% U7 L+ g$ p- y1 sxd1=wdencmp('gbl',c,l,wname,lev,thr1,'s',1);
5 N3 u) N, h( K S6 }[xd2,cxd,lxd,peRF0,perfl2]=wdencmp('lvd',c,l,wname,lev,thr2,'h');. ^8 L, U! T% G% O* S! c
[thr,sorh,keepapp]=ddencmp('den','wv',x). o8 j1 C$ y+ Z. g C
xd3=wdencmp('gbl',c,l,wname,lev,thr,'s',1);
% L+ \: N6 t# j) ?( Osubplot(411);plot(x);title('原始信号','fontsize',12);
0 c- [8 [; N* g8 w1 u$ dsubplot(412);plot(xd1);title('使用penalty阈值降噪后信号','fontsize',12);
2 S- M" n: n% r$ Xsubplot(413);plot(xd2);title('使用Birge-Massart阈值降噪后信号','fontsize',12);) B7 e; \* Z+ B2 v4 c( o$ N
subplot(414);plot(xd3);title('使用缺省阈值降噪后信号','fontsize',12);: v+ t8 D! ?2 @! {5 {% H! L/ F! F
+ v2 A9 n9 ` u2 u; ~9 b' |
: G: U$ B$ z, f2 c4 I/ A5 y- {, n
# N! W" R$ h: T* i3 O
% D: I& [( r. ~' G, F# }+ C+ d) P' c: a' s" m. k
) P, K4 a1 K; K) L
+ K3 M9 `- q9 n+ q
" ?/ H: K" ]% A* X1 x; X2 G
/ A* Y0 i; B. K m0 a |
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