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如何利用小波工具箱的函數

發布時間:2023-04-23 22:01:45

Ⅰ MATLAB 小波分析

[c l]=wavedec(x,5,'db6'); %%%x是要分析的數據%%%
d1=wrcoef('d',c,l,'db6',1);
d2=wrcoef('d',c,l,'db6',2);
d3=wrcoef('d',c,l,'db6',3);
d4=wrcoef('d',c,l,'db6',4);
d5=wrcoef('d',c,l,'db6',5);
a5=wrcoef('a',c,l,'db6',5);
plot(d1); %%%輸出d1的圖像
合並的話,直接用x1=a5+d5+d4+d3就可以吧

Ⅱ matlab 小波工具箱的用法

先把數據導入EDITOR界面弄成函數的形式然後再把它保存為.mat格式。
比如:
save 0927dianji21.mat x

Ⅲ 關於小波變換的知識點

設a為尺度,fs為采樣頻率,Fc為小波中心頻率,則a對應的實際頻率Fa為

Fa=Fc×fs/a (1)

顯然,為使小波尺度圖的頻率范圍為(0,fs/2),尺度范圍應為(2*Fc,inf),其中inf表示為無窮大。在實際應用中,只需取尺度足夠大即可。

沒有說明和大家沒有講到是因為沒人在小波變換中才去「確定」它們,說白了這兩參數不是讓你去確定的,是讓你去設定的,你對小波的應用方法就沒搞清,你要搞清楚的是它們如何影響處理結果的,按照你處理的目的設置不同的值,這牽扯到小波基的某些數學指標是如何影響處理結果的問題,要說的就多了。

    在cmorwavf函數的幫助文檔中,列舉了cmor1.5-1的函數波形,

中心頻率(fc)可信賣絕以這樣看,從橫軸0開始的波峰到橫軸1的波峰,剛好是正弦波的一個完整周期,其經歷的時間就應是頻率值的倒數,那麼中心頻率剛好是1.

下面是cmor1.5-2的函數波形,從橫軸0開始的波峰到橫軸0.5的波峰也是一個完整周期,經歷的時間為0.5,取倒數,中心頻率剛好是2.這與你設定的fc一致,也就是說fc就是這么影響Morlet復小波的。當你要消噪或研究高頻信息,對於同一個數據信號cmor1.5-2肯定比cmor1.5-1更能消除細小的雜訊和得到更高頻率的信息。

fb越大時域配培寬度越長,支撐長度越長,產生高幅值的小波系數也多,在檢測信號奇異性的時候往往希望能有一定數量的波峰波谷(在小波中就意味著較長的支撐和較高的消失矩),當然也不是越多越好,這要看待分析信號的情況,所以這玩意是你先設定,做完CCWT後,看看效果是否滿意,再來根據你要研究信號或處理的目的,更改fc和fb的值,不是開始就確定它們(再說在處理之前你如何確定,即使你確定了又有啥意義,在CCWT之前的一切確定是毫無意義的,只有出了結果反復修改你的設定才能最終用「確定」一詞)。

總結:fc的大小影響的是小波的頻率:fc越大,小波頻率越大,因此當你要消噪或研究高頻信息,fc增大的話更能消除細小的雜訊和得到更高頻率的信息。

fb影響的是小波的支撐長度,fb越大,時域寬度越長,支撐長度也越長,產生高幅值的小波系數也就越多,

-、繪制原理

1.需要用到的小波工具箱中的三個函數

COEFS = cwt(S,SCALES,'wname')

說明:該函數能實現 連續小波變換 ,其中S為輸入信號,SCALES為尺度,wname為小波名

稱。

FREQ = centfrq('wname')

說明:該函數能求出以wname命名的母小波的中心頻率。

F = scal2frq(A,'wname',DELTA)

說明:該函數能將尺度轉換為實際頻率,其中A為尺度,wname為小波名稱,DELTA為采樣

周期。

註:這三個函數還有其它格式,具體可參閱 matlab 的幫助文檔。

2.尺度與頻率之間的關系

設a為尺度,fs為采樣頻率,Fc為小波中心頻率,則a對應的實際頻率Fa為

Fa=Fc×fs/a

(1)

顯然,為使小波尺度圖的頻率范圍為(0,fs/2),尺度范圍應滑姿為(2*Fc,inf),其中inf表示

為無窮大。在實際應用中,只需取尺度足夠大即可。

3.尺度序列的確定

由式(1)可以看出,為使轉換後的頻率序列是一等差序列,尺度序列必須取為以下形式:

c/totalscal,...,c/(totalscal-1),c/4,c/2,c

(2)

其中,totalscal是對信號進行 小波變換 時所用尺度序列的長度(通常需要預先設定好),

c為一常數。

下面講講c的求法。

根據式(1)容易看出,尺度c/totalscal所對應的實際頻率應為fs/2,於是可得

c=2×Fc/totalscal

(3)

將式(3)代入式(2)便得到了所需的尺度序列。

4.時頻圖的繪制

確定了小波基和尺度後,就可以用cwt求小波系數coefs(系數是復數時要取模),然後

用scal2frq將尺度序列轉換為實際頻率序列f,

最後結合時間序列t,用imagesc(t,f,abs(coefs))便能畫出小波時頻圖。

注意:直接將尺度序列取為等差序列,例如1:1:64,將只能得到正確的尺度-時間-小

波系數圖,而無法將其轉換為頻率-時間-小波系數圖。這是因為此時的頻率間隔不為

常數。

此時,可通過查表的方法將尺度轉化為頻率或直接修改尺度軸標注。同理,利用本帖所

介紹的方法只能得到頻率-時間-小波系數圖,不能得到正確的尺度-時間-小波系數

圖。

二、應用例子

下面給出一實際例子來說明小波時頻圖的繪制。所取模擬信號是由頻率分別為100Hz和2

00Hz的兩個正弦分量所合成的信號。

clear;

clc;

fs=1024; %采樣頻率

f1=100;

f2=200;

t=0:1/fs:1;

s=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);

%兩個不同頻率正弦信號合成的模擬信號

%%%%%%%%%%%%%%%%%小波時頻圖繪制%%%%%%%%%%%%%%%%%%

wavename='cmor3-3';

totalscal=256;

%尺度序列的長度,即scal的長度

wcf=centfrq(wavename);

%小波的中心頻率

cparam=2*wcf*totalscal;

%為得到合適的尺度所求出的參數

a=totalscal:-1:1;

scal=cparam./a;

%得到各個尺度,以使轉換得到頻率序列為等差序列

coefs=cwt(s,scal,wavename);

%得到小波系數

f=scal2frq(scal,wavename,1/fs);

%將尺度轉換為頻率

imagesc(t,f,abs(coefs));

%繪制色譜圖

colorbar;

xlabel('時間 t/s');

ylabel('頻率 f/Hz');

title('小波時頻圖');

程序運行結果如下:

說明:(1)應用時只須改變wavename和totalscal兩個參數即可。

(2)在這個例子中,最好選用復的morlet小波,其它小波的分析效果不好,而且morlet小

波的帶寬參數和中心頻率取得越大,時頻圖上反映的時頻聚集性越好。

首先生成一個信號:

設置fc=0.1:0.5:8,fb=10:10:80,觀察生成的時頻圖,查看參數對小波變換的影響。

1. 采樣頻率和信號點數之間的關系的影響

當采樣頻率fs與信號點數相同時,即倍數相同時,發現:

時間上為1s,  頻率上顯示的時真實值,這個時候時頻圖比較完美。此時參數為:fs=2^16,N=2^16,fc=1.5,fb=3,totalscal=2^7=128

增大fs,當fs為信號點數的兩倍時,此時時間上為0.5s,頻率坐標范圍增大1倍,頻率顯示的仍是真實值。

減小fs,當fs為信號點數的一半時,此時時間上為2s,頻率坐標范圍減小1倍,頻率顯示的仍是真實值。仔細觀察,此時的時頻圖上顯示的有雜波。

   如果接著減小,當減小到原信號的1/4時,頻率軸坐標為采樣頻率的一半,因此頻率軸范圍跟著縮小相同的倍數,這時由於采樣頻率小於信號的最大頻率,此時頻率軸顯示的並不是頻率的真實值。而且時頻圖出現了錯誤。所以 采樣頻率一定要大於信號的最大頻率的2倍以上。

下面觀察采樣頻率與信號點數之間的關系,嘗試增大采樣頻率來找到與信號點數之間的限制。

     當信號點數與信號的最大頻率近似相等時,設置采樣頻率為信號點數的2倍時,此時效果並不好,一方面有雜波,另一方面,采樣頻率與信號最高頻率的兩倍相離過小。

   當信號點數與信號的最大頻率近似相等時,設置采樣頻率為信號點數的4倍時,此時效果比2倍時要好一點,但存在高頻信號解析度低,有少量雜波存在的問題

當采樣頻率增加過大時,會出現下列情況,效果反而不好

首先以下列參數設置為基準

fc的值增大從1.5增大到2,發現出現了嚴重的雜波:

將fc的值增大從1.5增大到3:

fc增大到5

fc增大到7:

當fc從1.5減少到1時,低頻處有雜波出現而且頻率解析度明顯降低。

當從1.5減少到0.5時:

     下面四張圖分別是fb取20,40,80,120的值時的時頻圖,從中可以看出,fb的取值增大可以增大頻率解析度,但是不像fc的值那樣敏感,當增大的范圍過大時,也會在不同頻率上出現雜波,但是相比fc變動引起的雜波來說很小。

     fb值減小時,頻率解析度會降低,有雜波出現,但是和增大fb時一樣,雜波成分分布廣但是較小。

     fb值減小時,頻率解析度會降低,有雜波出現,但是和增大fb時一樣,雜波成分分布廣但是較小。下圖fb取值為1.

基準:fs=2^15,N=2^15,fc=1.5,fb=3,totalscal=2^7=128  

增大尺度參數:從128增加到256

從128增加到512

從128增加到1024:

可以看出,當增大尺度值時,低頻雜波分量出現,且數值較大,直接蓋過信號頻率分量

下面是減小尺度值的情況:

從128減小到64:

從128減小到32:

減小到16:

可以減尺度值,解析度逐漸變差,但是無低頻雜波分量出現。

Ⅳ MATLAB里小波工具箱的功能怎樣用函數程序實現呢

a1.a2,d2,d1是ca1,ca2,cd1,cd2這些小波系數的重構。ca1,ca2,cd1,cd2是小波系數,它們的數據點數隨分解層次的增大而減少專,這就難以與原始信號對屬比分析,通常會經過重構變為與原始信號個數相同的a1.a2,d2,d1,從物理意義上講,只有a1.a2,d2,d1才是有實際量綱的信號,ca1,ca2,cd1,cd2是沒有量綱和物理意義的。
上面的語句是提取小波系數的,而工具箱的圖是用重構的數據的,你可以使用waverec函數實現工具箱的功能。
對於DWT,小波分解對被分解信號的點數是沒有要求的,因為在DWT之前對原始信號是要經過拓展的,也就是說,DWT時的信號數據已經不是原始信號的點數了。對於SWT,matlab在這方面所寫的函數沒下啥功夫,比較敷衍,這時小波分解被分解信號的點數必須是2的整數次冪。

Ⅳ 用matlab軟體怎麼進行小波分析

它自己有小波工具箱,wav開頭的,裡面有很多相關函數,一般直接用就是了。初學建議看幫助裡面小波工具箱的demo,可能更好理解。

Ⅵ matlab中的小波工具箱怎麼用,希望能詳細介紹

將原始數據文件夾到裝有matlab的電腦
打開matlab軟體,進入軟體主界面
在軟體的左下方找到start按鈕,點擊選擇toolbox,然後選擇wavelet
進入wavemenu界面,選擇一維小波中的wavelet1-D並進入
5.將數據文件(.Mat格式)托到matlab軟體主界面的workspace
6.在wavemenu主界面中選擇file-load signal或者import from workspace—import signal
7.選擇要處理的信號,界面出現loaded信號,這就是沒有去噪前的原
始信號
8.右上角選擇用於小波分析的小波基以及分解層數並點擊analyse開始分析
9.分析後在左邊欄目中出現s,a*,d*,其中s為原信號,a*為近似信號,d*為細節信號
10.然後點擊denoise去噪
11.閾值方法常用的有4種fixed(固定閾值),rigorsure,heusure,minmax根據需要選擇,一般情況下rigorsure方式去噪效果較好
12.oft(軟閾值),hard(硬閾值)一般選擇軟閾值去噪後的信號較為平滑
13.在雜訊結構中選擇unscaled white noise,因為在工程應用中的雜訊一般不僅僅含有白雜訊
14.在雜訊結構下面的數值不要隨意改,這是系統默認的去噪幅度
15.點擊denoise開始正式去噪
16.在此窗口下點擊file-save denoised singal,保存輸出去噪後的信號
17.去噪結束
18.去噪結束後,把去噪後信號(.mat格式)拖至matlab主界面的workspace中,與原信號一起打包,以便以後計算統計量
19.Matlab編程計算相關統計量以及特徵量
20.得出統計量和特徵量後結束

Ⅶ 請問關於近紅外光譜數據用matlab進行小波變換

應該是先進行小波分解,然後進行小波重構吧?
dwt函數應該是對信號的單層分解,
[cA,cD]=dwt(X,』wname』)中返回的cA,cD分別存放是信號的近似和細節
[C,L]=wavedec(X,N,'wname') 利用小波'wname'對信號X進行多層分解
之後是依據你的需要將信號重構回去,idwt是單尺度一維小波逆變換,waverec是多尺度一維小波重構

簡單的就是matlab裡面有小波工具箱,在命令窗口輸入wavemenu,載入你的信號,選擇不同地小波基就行~
希望對你有幫助

Ⅷ 怎樣在matlab中對曲線去除噪音

MATLAB有小波去噪的函數,直接調用就行,過程都自動完成。

Ⅸ 求助各位高手,如何應用Matlab中的小波工具箱實現降水、溫度時間序列的特徵分析,謝謝各位啦

在有小波基本理論的基礎上
學習matlab與小波GUI
wavemenu 熟悉 然後自己編程 不過大部分小波函數matlab已經做好了
不需要你具體的編寫

Ⅹ 小波函數的小波函數

函數名 ;含義
Allnodes ;計算樹結點
appcoef 提取一維小波變換低頻系數
appcoef2 ;提取二 維小波分解低頻系數
bestlevt ;計算完整最佳小波包樹
besttree ;計算最佳(優)樹
biorfill ;雙正交樣條小波濾波器組
biorwavf 雙正交樣條小波濾波器
centfrq ;求小波中心頻率
cgauwavf Complex Gaussian小波
cmorwavf coiflets小波濾波器
cwt ;一維連續小波變換
dbaux Daubechies小波濾波器計算
dbwavf Daubechies小波濾波器 dbwavf(W) W='dbN' N=1,2,3,...,50
ddencmp 獲取默認值閾值(軟或硬)熵標准
depo2ind ;將深度-位置結點形式轉化成索引結點形式
detcoef ;提取一維小波變換高頻系數
detcoef2 ;提取二維小波分解高頻系數
disp ;顯示文本或矩陣
drawtree ;畫小波包分解樹(GUI)
dtree ;構造DTREE類
dwt 單尺度一維離散小波變換
dwt2 單尺度二維離散小波變換
dwtmode 離散小波變換拓展模式
dyaddown ;二元取樣
dyap ;二元插值
entrupd 更新小波包的熵值
fbspwavf B樣條小波
gauswavf Gaussian小波
idwt 單尺度一維離散小波逆變換
idwt2 ;單尺度二維離散小波逆變換
ind2depo ;將索引結點形式轉化成深度—位置結點形式
intwave 積分小波數
isnode ;判斷結點是否存在
istnode 判斷結點是否是終結點並返回排列值
iswt 一維逆SWT(Stationary Wavelet Transform)變換
iswt2 ;二維逆SWT變換
leaves ;尋找終端結點
noleaves ;尋找非終端結點
mexihat 墨西哥帽小波
meyer Meyer小波
meyeraux Meyer小波輔助函數
morlet Morlet小波
nodease 計算上溯結點
nodedesc ;計算下溯結點(子結點)
nodejoin ;重組結點
nodepar 尋找父結點
nodesplt ;分割(分解)結點
ntnode ;返回終端結點個數
ntree ;構造樹結構對象
orthfill ;正交小波濾波器組
plot 繪制向量或矩陣的圖形
qmf ;鏡像二次濾波器
rbiowavf ;通過設定雙正交樣條小波濾波器得到分解和重構的濾波器
read 讀取二進制數據
readtree ;讀取小波包分解樹
scal2frq ;返回偽頻率
shanwavf Shannon小波
swt ;一維SWT(Stationary Wavelet Transform)變換
swt2 二維SWT變換
symwavf Symlets小波濾波器
thselect ;信號消噪的閾值選擇
treedpth ;求樹的深度
treeord 求樹結構的叉數
upcoef ;一維小波分解系數的直接重構
upcoef2 二維小波分解系數的直接重構
upwlev ;單尺度一維小波分解的重構
upwlev2 單尺度二維小波分解的重構
wavedec 單尺度一維小波分解
wavedec2 ;多尺度二維小波分解
wavedemo ;小波工具箱函數demo
wavefun 小波函數和尺度函數
wavefun2 ;二維小波函數和尺度函數
wavemenu ;小波工具箱函數menu圖形界面調用函數
wavemngr ;小波管理函數
waverec 多尺度一維小波重構
waverec2 ;多尺度二維小波重構
wbmpen ;返回1-D或2-D小波降噪的全局閾值
wcodemat ;對矩陣進行量化編碼
wdcbm ;返回閾值和系數個數(1-D小波降噪Birge-Massart策略)
wdcbm2 ;返回閾值和系數個數(2-D小波降噪Birge-Massart策略)
wden 用小波進行一維信號的消噪或壓縮
wdencmp 小波消噪或壓縮
wentropy ;計算小波包的熵
wfilters ;小波濾波器
wkeep ;提取向量或矩陣中的一部分
wmaxlev 計算小波分解的最大尺度
wnoise ;產生含雜訊的測試函數數據
wnoisest ;估計一維小波的系數的標准偏差
wp2wtree ;從小波包樹中提取小波樹
wpcoef ;計算小波包系數
wpcutree ;剪切小波包分解樹
wpdec ;一維小波包的分解
wpdec2 ;二維小波包的分解
wpdencmp ;用小波包進行信號的消噪或壓縮
wpfun ;小波包函數
wpjoin ;小波包重構
wprcoef 小波包分解系數的重構
wprec ;一維小波包分解的重構
wprec2 ;二維小波包分解的重構
wpsplt ;分割(分解)小波包
wpthcoef ;進行小波包分解系數的閾值處理
wpviewcf ;繪制小波包的顏色系數
wrcoef ;對一維小波系數進行單支重構
wrcoef2 對二維小波系數進行單支重構
wrev 向量逆序
write ;向緩沖區內存寫進數據
wthcoef 一維信號的小波系數閾值處理
wthcoef2 ;二維信號的小波系數閾值處理
wthresh 進行軟閾值或硬閾值處理
wthrmngr ;閾值設置管理
wtreemgr ;管理樹結構

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