小波分析中matlab閾值獲取函數(shù)及其應(yīng)用附程序代碼

1、-. z.1、小波分析中MATLAB閾值獲取函數(shù)MATLAB中實(shí)現(xiàn)閾值獲取的函數(shù)有ddencmp、thselect、wbmpen和wwdcbm，下面對(duì)它們的用法進(jìn)展簡(jiǎn)單的說(shuō)明。一、ddencmp的調(diào)用格式有以下三種：1THR,SORH,KEEPAPP,CRIT=ddencmp(IN1,IN2,*)2THR,SORH,KEEPAPP,CRIT=ddencmp(IN1,wp,*)3THR,SORH,KEEPAPP,CRIT=ddencmp(IN1,wv,*)函數(shù)ddencmp用于獲取信號(hào)在消噪或壓縮過(guò)程中的默認(rèn)閾值。輸入?yún)?shù)*為一維或二維信號(hào)；IN1取值為den或cmp，den表示進(jìn)展去噪，cmp

2、表示進(jìn)展壓縮；IN2取值為wv或wp，wv表示選擇小波，wp表示選擇小波包。返回值THR是返回的閾值；SORH是軟閾值或硬閾值選擇參數(shù)；KEEPAPP表示保存低頻信號(hào)；CRIT是熵名只在選擇小波包時(shí)使用。例題1：clear allclcload noisbump;*=noisbump;c,l=wavedec(*,5,sym6); %對(duì)小波進(jìn)展5層分解thr,sorh,keepapp=ddencmp(den,wv,*)*d=wdencmp(gbl,c,l,sym6,5,thr,sorh,keepapp);%顯示降噪信號(hào)subplot(211),plot(*),title(*,fontsize,1

3、0);subplot(212),plot(*d),title(*d,fontsize,10);thr =3.7856；sorh =s；keepapp=1.Err=39.3060二、函數(shù)wbmpen的調(diào)用格式如下： THR=wbmpen(C,L,SIGMA,ALPHA);THR=wbmpen(C,L,SIGMA,ALPHA)返回去噪的全局閾值THR。THR通過(guò)給定的一種小波系數(shù)選擇規(guī)則計(jì)算得到，小波系數(shù)選擇規(guī)則使用Birge-Massart的處分算法。C,L是進(jìn)展去噪的信號(hào)或圖像的小波分解構(gòu)造；SIGMA是零均值的高斯白噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差；ALPHA是用于處分的調(diào)整參數(shù)，它必須是一個(gè)大于1的實(shí)數(shù)，一

4、般取ALPHA=2。例題2：clear allclcload noisbump;*=noisbump;c,l=wavedec(*,5,sym6); %對(duì)小波進(jìn)展5層分解cd1=detcoef(c,l,1);sigma=median(abs(cd1)/0.6745;%以第一層求高斯包噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差；alpha=2;thr=wbmpen(c,l,sigma,alpha);%求取閾值keepapp=1;sorh=s;*d1=wdencmp(gbl,*,sym6,5,thr,sorh,keepapp);%求取降噪信號(hào)err1=norm(*d1-*);subplot(311),plot(*),title

5、(*,fontsize,10);subplot(312),plot(cd1),title(cd1,fontsize,10);subplot(313),plot(*d1),title(*d1:using wbmpen,fontsize,10);err1=35.9768三、采用wdcbm提取閾值的分層去噪1THR,NKEEP=wdcbm(C,L,ALPHA);2THR,NKEEP=wdcbm(C,L,ALPHA,M);函數(shù)wdcbm是使用Birge-Massart算法獲取一維小波變換的閾值。返回值THR是與尺度無(wú)關(guān)的閾值，NKEEP是系數(shù)的個(gè)數(shù)。C,L是要進(jìn)展壓縮或消噪的信號(hào)在j=length(L

6、)-2層的分解構(gòu)造；LAPHA和M必須是大于1的實(shí)數(shù)；THR是關(guān)于j的向量，THRi)是第i層的閾值；NKEEP也是關(guān)于j的向量，NKEEP(i)是第i層的系數(shù)個(gè)數(shù)。一般壓縮時(shí)ALPHA取1.5，去噪時(shí)ALPHA取3.例題3：clearallclcload noisbump;*=noisbump;c,l=wavedec(*,5,sym6); %對(duì)小波進(jìn)展5層分解%采用wdcbm提取閾值的分層降噪thr2,nkeep=wdcbm(c,l,2);%提取各層閾值*d2,c*d,l*d,perf0,perfl2=wdencmp(lvd,c,l,sym6,5,thr2,s)err2=norm(*d2-*

7、);subplot(211),plot(*),title(*,fontsize,10);subplot(212),plot(*d2),title(*d2:using wdcbm分層降噪,fontsize,10);err2=50.9996四、采用強(qiáng)制降噪這里使用強(qiáng)制降噪是將小波分解構(gòu)造中的高頻系數(shù)全部置為0，即濾掉所有高頻局部，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)展小波重構(gòu)，這種方法比擬簡(jiǎn)單，且去噪后信號(hào)比擬平滑，但是容易喪失信號(hào)中的有用成分。2.信號(hào)的閾值去噪MATLAB中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的閾值去噪的函數(shù)有wden、wdencmp、wthresh、wthcoef、wpthcoef以及wpdencmp。下面對(duì)它們的用法作簡(jiǎn)單的

8、介紹。函數(shù)wden的調(diào)用格式有以下兩種：1*D,C*D,L*D=wden(*,TPTR,SORH,SCAL,N,wname)2*D,C*D,L*D=wden(C,L,TPTR,SORH,SCAL,N,wname)函數(shù)wden用于一維信號(hào)的自動(dòng)消噪。*為原始信號(hào)，C,L為信號(hào)的小波分解，N為小波分解的層數(shù)。THR為閾值選擇規(guī)則：*TPTR=rigrsure，自適應(yīng)閾值選擇使用Stein的無(wú)偏風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)原理。*TPTR=heursure，使用啟發(fā)式閾值選擇。*TPTR=sqtwolog，閾值等于sqrt(2*log(length(*).*TPTR=minima*i，用極大極小原理選擇閾值。SORH是

9、軟閾值或硬閾值的選擇分別對(duì)應(yīng)s和h。SCAL指所使用的閾值是否需要重新調(diào)整，包含下面三種：*SCAL=one 不調(diào)整；*SCAL=sln 根據(jù)第一層的系數(shù)進(jìn)展噪聲層的估計(jì)來(lái)調(diào)整閾值。*SCAL=mln 根據(jù)不同的噪聲估計(jì)來(lái)調(diào)整閾值。*D為消噪后的信號(hào)，C*D,L*D為消噪后信號(hào)的小波分解構(gòu)造。格式1返回對(duì)信號(hào)*經(jīng)過(guò)N層分解后的小波系數(shù)進(jìn)展閾值處理后的消噪信號(hào)*D和信號(hào)*D的小波分解構(gòu)造C*D,L*D。格式2返回參數(shù)與格式1一樣，但其構(gòu)造是由直接對(duì)信號(hào)的小波分解構(gòu)造C,L進(jìn)展閾值處理得到的。函數(shù)wdencmp的調(diào)用格式有以下三種：(1)*C,C*C,L*C,PERF0,PERFL2=wdencm

10、p(gbl,*,wname,N,THTR,SORH,KEEPAPP);(2)*C,C*C,L*C,PERF0,PERFL2=wdencmp(lvd,*,wname,N,THTR,SORH);(3)*C,C*C,L*C,PERF0,PERFL2=wdencmp(lvd,C,L,wname,N,THTR,SORH);函數(shù)wdencmp用于一維或二維信號(hào)的消噪或壓縮。wname是所用的小波函數(shù)，gbl(global的縮寫(xiě))表示每一層都采用同一個(gè)閾值進(jìn)展處理，lvd表示每層采用不同的閾值進(jìn)展處理，N表示小波分解的層數(shù)，THR為閾值向量，對(duì)于格式2和3每層都要求有一個(gè)閾值，因此閾值向量THR的長(zhǎng)度為N，

11、SORH表示選擇軟閾值或硬閾值分別取值為s和h，參數(shù)KEEPAPP取值為1時(shí)，則低頻系數(shù)不進(jìn)展閾值量化，反之，低頻系數(shù)要進(jìn)展閾值量化。*C是要進(jìn)展消噪或壓縮的信號(hào)，C*C,L*C是*C的小波分解構(gòu)造，PERF0和PERFL2是恢復(fù)或壓縮L2的數(shù)百分比。如果C,L是*的小波分解構(gòu)造，則PERFL2=100*(C*C向量的數(shù)/C向量的數(shù))2；如果*是一維信號(hào)，小波wname是一個(gè)正交小波，則PERFL2=100|*C|2/|*|2。函數(shù)wthresh的調(diào)用格式如下：Y=wthresh(*,SORH,T)Y=wthresh(*,SORH,T) 返回輸入向量或矩陣*經(jīng)過(guò)軟閾值如果SORH=s或硬閾值如

12、果SORH=h處理后的信號(hào)。T是閾值。Y=wthresh(*,s,T)返回的是Y=SIG(*)*(|*|-T)+，即把信號(hào)的絕對(duì)值與閾值進(jìn)展比擬，小于或等于閾值的點(diǎn)變?yōu)榱?，大于閾值的點(diǎn)為該點(diǎn)值與閾值的差值。Y=wthresh(*,h,T)返回的是Y=*1(|*|T)，即把信號(hào)的絕對(duì)值和閾值進(jìn)展比擬，小于或等于閾值的點(diǎn)變?yōu)榱?，大于閾值的點(diǎn)保持不變。一般來(lái)說(shuō)，用硬閾值處理后的信號(hào)比用軟閾值處理后的信號(hào)更粗糙。函數(shù)wthcoef的調(diào)用格式下面四種：1NC=wthcoef(d,C,L,N,P)2NC=wthcoef(d,C,L,N)3NC=wthcoef(a,C,L)4NC=wthcoef(t,C,L

13、,N,T,SORH)函數(shù)wthcoef用于一維信號(hào)小波系數(shù)的閾值處理。格式1返回小波分解構(gòu)造C,L經(jīng)向量N和P定義的壓縮率處理后的新的小波分解向量NC，NC,L構(gòu)成一個(gè)新的小波分解構(gòu)造。N包含被壓縮的細(xì)節(jié)向量，P是把較小系數(shù)置0的百分比信息的向量。N和P的長(zhǎng)度必須一樣，向量N必須滿足1=N(i)=length(L)-2。格式2返回小波分解構(gòu)造C,L經(jīng)過(guò)向量N中指定的細(xì)節(jié)系數(shù)置0后的小波分解向量NC。格式3返回小波分解構(gòu)造C,L經(jīng)過(guò)近似系數(shù)置0后的小波分解向量NC。格式4返回小波分解構(gòu)造C,L經(jīng)過(guò)將向量N作閾值處理后的小波分解向量NC。如果SORH=s，則為軟閾值；如果SORH=h則為硬閾值。N

14、包含細(xì)節(jié)的尺度向量，T是N相對(duì)應(yīng)的閾值向量。N和T的長(zhǎng)度必須相等。函數(shù)wpdencmp的調(diào)用格式有以下兩種：1*D,TREED,PERF0,PERFL2=wpdencmp(*,SORH,N,wname,CRIT,PAR,KEEPAPP)2*D,TREED,PERF0,PERFL2=wpdencmp(TREE,SORH,CRIT,PAR,KEEPAPP)函數(shù)wpdencmp用于使用小波包變換進(jìn)展信號(hào)的壓縮或去噪。格式1返回輸入信號(hào)*一維或二維的去噪或壓縮后的信號(hào)*D。輸出參數(shù)TREED是*D的最正確小波包分解樹(shù)；PERFL2和PERF0是恢復(fù)和壓縮L2的能量百分比。PERFL2=100*(*的小波包系數(shù)數(shù)/*的小波包系數(shù))2；如果*是一維信號(hào)，小波wname是一個(gè)正交小波，則PERFL2=100*|*D|2/|*|2。SORH的取值為s或h，表示的是軟閾值或硬閾值。輸入?yún)?shù)N是小波包的分解層數(shù)，wname是包含小波名的字符串。函數(shù)使用由字符串CRIT定義的熵和閾值參數(shù)PAR實(shí)現(xiàn)最正確分解。如果KEEPAPP=1，則近似信號(hào)的小波系數(shù)不進(jìn)展閾值量化；否則，進(jìn)展閾值量化。格式2與格式1的輸出參數(shù)一樣，輸入選項(xiàng)也一樣，只是它從信號(hào)的小波包分解樹(shù)TREE進(jìn)展去噪或壓縮。二、函數(shù)thselect的調(diào)用格式如下： THR=thselect(*,TPTR); THR=t