小波分析中matlab閾值獲取函數(shù)及其應用附程序代碼

1、-. z.1、小波分析中MATLAB閾值獲取函數(shù)MATLAB中實現(xiàn)閾值獲取的函數(shù)有ddencmp、thselect、wbmpen和wwdcbm，下面對它們的用法進展簡單的說明。一、ddencmp的調用格式有以下三種：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用于獲取信號在消噪或壓縮過程中的默認閾值。輸入?yún)?shù)*為一維或二維信號；IN1取值為den或cmp，den表示進展去噪，cmp

2、表示進展壓縮；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；CRIT是熵名只在選擇小波包時使用。例題1：clear allclcload noisbump;*=noisbump;c,l=wavedec(*,5,sym6); %對小波進展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通過給定的一種小波系數(shù)選擇規(guī)則計算得到，小波系數(shù)選擇規(guī)則使用Birge-Massart的處分算法。C,L是進展去噪的信號或圖像的小波分解構造；SIGMA是零均值的高斯白噪聲的標準偏差；ALPHA是用于處分的調整參數(shù)，它必須是一個大于1的實數(shù)，一

4、般取ALPHA=2。例題2：clear allclcload noisbump;*=noisbump;c,l=wavedec(*,5,sym6); %對小波進展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準偏差；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是與尺度無關的閾值，NKEEP是系數(shù)的個數(shù)。C,L是要進展壓縮或消噪的信號在j=length(L

6、)-2層的分解構造；LAPHA和M必須是大于1的實數(shù)；THR是關于j的向量，THRi)是第i層的閾值；NKEEP也是關于j的向量，NKEEP(i)是第i層的系數(shù)個數(shù)。一般壓縮時ALPHA取1.5，去噪時ALPHA取3.例題3：clearallclcload noisbump;*=noisbump;c,l=wavedec(*,5,sym6); %對小波進展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、采用強制降噪這里使用強制降噪是將小波分解構造中的高頻系數(shù)全部置為0，即濾掉所有高頻局部，然后對信號進展小波重構，這種方法比擬簡單，且去噪后信號比擬平滑，但是容易喪失信號中的有用成分。2.信號的閾值去噪MATLAB中實現(xiàn)信號的閾值去噪的函數(shù)有wden、wdencmp、wthresh、wthcoef、wpthcoef以及wpdencmp。下面對它們的用法作簡單的

8、介紹。函數(shù)wden的調用格式有以下兩種：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用于一維信號的自動消噪。*為原始信號，C,L為信號的小波分解，N為小波分解的層數(shù)。THR為閾值選擇規(guī)則：*TPTR=rigrsure，自適應閾值選擇使用Stein的無偏風險估計原理。*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應s和h。SCAL指所使用的閾值是否需要重新調整，包含下面三種：*SCAL=one 不調整；*SCAL=sln 根據(jù)第一層的系數(shù)進展噪聲層的估計來調整閾值。*SCAL=mln 根據(jù)不同的噪聲估計來調整閾值。*D為消噪后的信號，C*D,L*D為消噪后信號的小波分解構造。格式1返回對信號*經(jīng)過N層分解后的小波系數(shù)進展閾值處理后的消噪信號*D和信號*D的小波分解構造C*D,L*D。格式2返回參數(shù)與格式1一樣，但其構造是由直接對信號的小波分解構造C,L進展閾值處理得到的。函數(shù)wdencmp的調用格式有以下三種：(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的消噪或壓縮。wname是所用的小波函數(shù)，gbl(global的縮寫)表示每一層都采用同一個閾值進展處理，lvd表示每層采用不同的閾值進展處理，N表示小波分解的層數(shù)，THR為閾值向量，對于格式2和3每層都要求有一個閾值，因此閾值向量THR的長度為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，則低頻系數(shù)不進展閾值量化，反之，低頻系數(shù)要進展閾值量化。*C是要進展消噪或壓縮的信號，C*C,L*C是*C的小波分解構造，PERF0和PERFL2是恢復或壓縮L2的數(shù)百分比。如果C,L是*的小波分解構造，則PERFL2=100*(C*C向量的數(shù)/C向量的數(shù))2；如果*是一維信號，小波wname是一個正交小波，則PERFL2=100|*C|2/|*|2。函數(shù)wthresh的調用格式如下：Y=wthresh(*,SORH,T)Y=wthresh(*,SORH,T) 返回輸入向量或矩陣*經(jīng)過軟閾值如果SORH=s或硬閾值如

12、果SORH=h處理后的信號。T是閾值。Y=wthresh(*,s,T)返回的是Y=SIG(*)*(|*|-T)+，即把信號的絕對值與閾值進展比擬，小于或等于閾值的點變?yōu)榱?，大于閾值的點為該點值與閾值的差值。Y=wthresh(*,h,T)返回的是Y=*1(|*|T)，即把信號的絕對值和閾值進展比擬，小于或等于閾值的點變?yōu)榱悖笥陂撝档狞c保持不變。一般來說，用硬閾值處理后的信號比用軟閾值處理后的信號更粗糙。函數(shù)wthcoef的調用格式下面四種：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用于一維信號小波系數(shù)的閾值處理。格式1返回小波分解構造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構成一個新的小波分解構造。N包含被壓縮的細節(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返回小波分解構造C,L經(jīng)過向量N中指定的細節(jié)系數(shù)置0后的小波分解向量NC。格式3返回小波分解構造C,L經(jīng)過近似系數(shù)置0后的小波分解向量NC。格式4返回小波分解構造C,L經(jīng)過將向量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、包含細節(jié)的尺度向量，T是N相對應的閾值向量。N和T的長度必須相等。函數(shù)wpdencmp的調用格式有以下兩種：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展信號的壓縮或去噪。格式1返回輸入信號*一維或二維的去噪或壓縮后的信號*D。輸出參數(shù)TREED是*D的最正確小波包分解樹；PERFL2和PERF0是恢復和壓縮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，小波wname是一個正交小波，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實現(xiàn)最正確分解。如果KEEPAPP=1，則近似信號的小波系數(shù)不進展閾值量化；否則，進展閾值量化。格式2與格式1的輸出參數(shù)一樣，輸入選項也一樣，只是它從信號的小波包分解樹TREE進展去噪或壓縮。二、函數(shù)thselect的調用格式如下： THR=thselect(*,TPTR); THR=t