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如何利用小波工具箱的函数

发布时间:2023-04-23 22:01:45

Ⅰ MATLAB 小波分析

[c l]=wavedec(x,5,'db6'); %%%x是要分析的数据%%%
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); %%%输出d1的图像
合并的话,直接用x1=a5+d5+d4+d3就可以吧

Ⅱ matlab 小波工具箱的用法

先把数据导入EDITOR界面弄成函数的形式然后再把它保存为.mat格式。
比如:
save 0927dianji21.mat x

Ⅲ 关于小波变换的知识点

设a为尺度,fs为采样频率,Fc为小波中心频率,则a对应的实际频率Fa为

Fa=Fc×fs/a (1)

显然,为使小波尺度图的频率范围为(0,fs/2),尺度范围应为(2*Fc,inf),其中inf表示为无穷大。在实际应用中,只需取尺度足够大即可。

没有说明和大家没有讲到是因为没人在小波变换中才去“确定”它们,说白了这两参数不是让你去确定的,是让你去设定的,你对小波的应用方法就没搞清,你要搞清楚的是它们如何影响处理结果的,按照你处理的目的设置不同的值,这牵扯到小波基的某些数学指标是如何影响处理结果的问题,要说的就多了。

    在cmorwavf函数的帮助文档中,列举了cmor1.5-1的函数波形,

中心频率(fc)可信卖绝以这样看,从横轴0开始的波峰到横轴1的波峰,刚好是正弦波的一个完整周期,其经历的时间就应是频率值的倒数,那么中心频率刚好是1.

下面是cmor1.5-2的函数波形,从横轴0开始的波峰到横轴0.5的波峰也是一个完整周期,经历的时间为0.5,取倒数,中心频率刚好是2.这与你设定的fc一致,也就是说fc就是这么影响Morlet复小波的。当你要消噪或研究高频信息,对于同一个数据信号cmor1.5-2肯定比cmor1.5-1更能消除细小的噪声和得到更高频率的信息。

fb越大时域配培宽度越长,支撑长度越长,产生高幅值的小波系数也多,在检测信号奇异性的时候往往希望能有一定数量的波峰波谷(在小波中就意味着较长的支撑和较高的消失矩),当然也不是越多越好,这要看待分析信号的情况,所以这玩意是你先设定,做完CCWT后,看看效果是否满意,再来根据你要研究信号或处理的目的,更改fc和fb的值,不是开始就确定它们(再说在处理之前你如何确定,即使你确定了又有啥意义,在CCWT之前的一切确定是毫无意义的,只有出了结果反复修改你的设定才能最终用“确定”一词)。

总结:fc的大小影响的是小波的频率:fc越大,小波频率越大,因此当你要消噪或研究高频信息,fc增大的话更能消除细小的噪声和得到更高频率的信息。

fb影响的是小波的支撑长度,fb越大,时域宽度越长,支撑长度也越长,产生高幅值的小波系数也就越多,

-、绘制原理

1.需要用到的小波工具箱中的三个函数

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

说明:该函数能实现 连续小波变换 ,其中S为输入信号,SCALES为尺度,wname为小波名

称。

FREQ = centfrq('wname')

说明:该函数能求出以wname命名的母小波的中心频率。

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

说明:该函数能将尺度转换为实际频率,其中A为尺度,wname为小波名称,DELTA为采样

周期。

注:这三个函数还有其它格式,具体可参阅 matlab 的帮助文档。

2.尺度与频率之间的关系

设a为尺度,fs为采样频率,Fc为小波中心频率,则a对应的实际频率Fa为

Fa=Fc×fs/a

(1)

显然,为使小波尺度图的频率范围为(0,fs/2),尺度范围应滑姿为(2*Fc,inf),其中inf表示

为无穷大。在实际应用中,只需取尺度足够大即可。

3.尺度序列的确定

由式(1)可以看出,为使转换后的频率序列是一等差序列,尺度序列必须取为以下形式:

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

(2)

其中,totalscal是对信号进行 小波变换 时所用尺度序列的长度(通常需要预先设定好),

c为一常数。

下面讲讲c的求法。

根据式(1)容易看出,尺度c/totalscal所对应的实际频率应为fs/2,于是可得

c=2×Fc/totalscal

(3)

将式(3)代入式(2)便得到了所需的尺度序列。

4.时频图的绘制

确定了小波基和尺度后,就可以用cwt求小波系数coefs(系数是复数时要取模),然后

用scal2frq将尺度序列转换为实际频率序列f,

最后结合时间序列t,用imagesc(t,f,abs(coefs))便能画出小波时频图。

注意:直接将尺度序列取为等差序列,例如1:1:64,将只能得到正确的尺度-时间-小

波系数图,而无法将其转换为频率-时间-小波系数图。这是因为此时的频率间隔不为

常数。

此时,可通过查表的方法将尺度转化为频率或直接修改尺度轴标注。同理,利用本帖所

介绍的方法只能得到频率-时间-小波系数图,不能得到正确的尺度-时间-小波系数

图。

二、应用例子

下面给出一实际例子来说明小波时频图的绘制。所取仿真信号是由频率分别为100Hz和2

00Hz的两个正弦分量所合成的信号。

clear;

clc;

fs=1024; %采样频率

f1=100;

f2=200;

t=0:1/fs:1;

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

%两个不同频率正弦信号合成的仿真信号

%%%%%%%%%%%%%%%%%小波时频图绘制%%%%%%%%%%%%%%%%%%

wavename='cmor3-3';

totalscal=256;

%尺度序列的长度,即scal的长度

wcf=centfrq(wavename);

%小波的中心频率

cparam=2*wcf*totalscal;

%为得到合适的尺度所求出的参数

a=totalscal:-1:1;

scal=cparam./a;

%得到各个尺度,以使转换得到频率序列为等差序列

coefs=cwt(s,scal,wavename);

%得到小波系数

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

%将尺度转换为频率

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

%绘制色谱图

colorbar;

xlabel('时间 t/s');

ylabel('频率 f/Hz');

title('小波时频图');

程序运行结果如下:

说明:(1)应用时只须改变wavename和totalscal两个参数即可。

(2)在这个例子中,最好选用复的morlet小波,其它小波的分析效果不好,而且morlet小

波的带宽参数和中心频率取得越大,时频图上反映的时频聚集性越好。

首先生成一个信号:

设置fc=0.1:0.5:8,fb=10:10:80,观察生成的时频图,查看参数对小波变换的影响。

1. 采样频率和信号点数之间的关系的影响

当采样频率fs与信号点数相同时,即倍数相同时,发现:

时间上为1s,  频率上显示的时真实值,这个时候时频图比较完美。此时参数为:fs=2^16,N=2^16,fc=1.5,fb=3,totalscal=2^7=128

增大fs,当fs为信号点数的两倍时,此时时间上为0.5s,频率坐标范围增大1倍,频率显示的仍是真实值。

减小fs,当fs为信号点数的一半时,此时时间上为2s,频率坐标范围减小1倍,频率显示的仍是真实值。仔细观察,此时的时频图上显示的有杂波。

   如果接着减小,当减小到原信号的1/4时,频率轴坐标为采样频率的一半,因此频率轴范围跟着缩小相同的倍数,这时由于采样频率小于信号的最大频率,此时频率轴显示的并不是频率的真实值。而且时频图出现了错误。所以 采样频率一定要大于信号的最大频率的2倍以上。

下面观察采样频率与信号点数之间的关系,尝试增大采样频率来找到与信号点数之间的限制。

     当信号点数与信号的最大频率近似相等时,设置采样频率为信号点数的2倍时,此时效果并不好,一方面有杂波,另一方面,采样频率与信号最高频率的两倍相离过小。

   当信号点数与信号的最大频率近似相等时,设置采样频率为信号点数的4倍时,此时效果比2倍时要好一点,但存在高频信号分辨率低,有少量杂波存在的问题

当采样频率增加过大时,会出现下列情况,效果反而不好

首先以下列参数设置为基准

fc的值增大从1.5增大到2,发现出现了严重的杂波:

将fc的值增大从1.5增大到3:

fc增大到5

fc增大到7:

当fc从1.5减少到1时,低频处有杂波出现而且频率分辨率明显降低。

当从1.5减少到0.5时:

     下面四张图分别是fb取20,40,80,120的值时的时频图,从中可以看出,fb的取值增大可以增大频率分辨率,但是不像fc的值那样敏感,当增大的范围过大时,也会在不同频率上出现杂波,但是相比fc变动引起的杂波来说很小。

     fb值减小时,频率分辨率会降低,有杂波出现,但是和增大fb时一样,杂波成分分布广但是较小。

     fb值减小时,频率分辨率会降低,有杂波出现,但是和增大fb时一样,杂波成分分布广但是较小。下图fb取值为1.

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

增大尺度参数:从128增加到256

从128增加到512

从128增加到1024:

可以看出,当增大尺度值时,低频杂波分量出现,且数值较大,直接盖过信号频率分量

下面是减小尺度值的情况:

从128减小到64:

从128减小到32:

减小到16:

可以减尺度值,分辨率逐渐变差,但是无低频杂波分量出现。

Ⅳ MATLAB里小波工具箱的功能怎样用函数程序实现呢

a1.a2,d2,d1是ca1,ca2,cd1,cd2这些小波系数的重构。ca1,ca2,cd1,cd2是小波系数,它们的数据点数随分解层次的增大而减少专,这就难以与原始信号对属比分析,通常会经过重构变为与原始信号个数相同的a1.a2,d2,d1,从物理意义上讲,只有a1.a2,d2,d1才是有实际量纲的信号,ca1,ca2,cd1,cd2是没有量纲和物理意义的。
上面的语句是提取小波系数的,而工具箱的图是用重构的数据的,你可以使用waverec函数实现工具箱的功能。
对于DWT,小波分解对被分解信号的点数是没有要求的,因为在DWT之前对原始信号是要经过拓展的,也就是说,DWT时的信号数据已经不是原始信号的点数了。对于SWT,matlab在这方面所写的函数没下啥功夫,比较敷衍,这时小波分解被分解信号的点数必须是2的整数次幂。

Ⅳ 用matlab软件怎么进行小波分析

它自己有小波工具箱,wav开头的,里面有很多相关函数,一般直接用就是了。初学建议看帮助里面小波工具箱的demo,可能更好理解。

Ⅵ matlab中的小波工具箱怎么用,希望能详细介绍

将原始数据文件夹到装有matlab的电脑
打开matlab软件,进入软件主界面
在软件的左下方找到start按钮,点击选择toolbox,然后选择wavelet
进入wavemenu界面,选择一维小波中的wavelet1-D并进入
5.将数据文件(.Mat格式)托到matlab软件主界面的workspace
6.在wavemenu主界面中选择file-load signal或者import from workspace—import signal
7.选择要处理的信号,界面出现loaded信号,这就是没有去噪前的原
始信号
8.右上角选择用于小波分析的小波基以及分解层数并点击analyse开始分析
9.分析后在左边栏目中出现s,a*,d*,其中s为原信号,a*为近似信号,d*为细节信号
10.然后点击denoise去噪
11.阈值方法常用的有4种fixed(固定阈值),rigorsure,heusure,minmax根据需要选择,一般情况下rigorsure方式去噪效果较好
12.oft(软阈值),hard(硬阈值)一般选择软阈值去噪后的信号较为平滑
13.在噪声结构中选择unscaled white noise,因为在工程应用中的噪声一般不仅仅含有白噪声
14.在噪声结构下面的数值不要随意改,这是系统默认的去噪幅度
15.点击denoise开始正式去噪
16.在此窗口下点击file-save denoised singal,保存输出去噪后的信号
17.去噪结束
18.去噪结束后,把去噪后信号(.mat格式)拖至matlab主界面的workspace中,与原信号一起打包,以便以后计算统计量
19.Matlab编程计算相关统计量以及特征量
20.得出统计量和特征量后结束

Ⅶ 请问关于近红外光谱数据用matlab进行小波变换

应该是先进行小波分解,然后进行小波重构吧?
dwt函数应该是对信号的单层分解,
[cA,cD]=dwt(X,’wname’)中返回的cA,cD分别存放是信号的近似和细节
[C,L]=wavedec(X,N,'wname') 利用小波'wname'对信号X进行多层分解
之后是依据你的需要将信号重构回去,idwt是单尺度一维小波逆变换,waverec是多尺度一维小波重构

简单的就是matlab里面有小波工具箱,在命令窗口输入wavemenu,载入你的信号,选择不同地小波基就行~
希望对你有帮助

Ⅷ 怎样在matlab中对曲线去除噪音

MATLAB有小波去噪的函数,直接调用就行,过程都自动完成。

Ⅸ 求助各位高手,如何应用Matlab中的小波工具箱实现降水、温度时间序列的特征分析,谢谢各位啦

在有小波基本理论的基础上
学习matlab与小波GUI
wavemenu 熟悉 然后自己编程 不过大部分小波函数matlab已经做好了
不需要你具体的编写

Ⅹ 小波函数的小波函数

函数名 ;含义
Allnodes ;计算树结点
appcoef 提取一维小波变换低频系数
appcoef2 ;提取二 维小波分解低频系数
bestlevt ;计算完整最佳小波包树
besttree ;计算最佳(优)树
biorfill ;双正交样条小波滤波器组
biorwavf 双正交样条小波滤波器
centfrq ;求小波中心频率
cgauwavf Complex Gaussian小波
cmorwavf coiflets小波滤波器
cwt ;一维连续小波变换
dbaux Daubechies小波滤波器计算
dbwavf Daubechies小波滤波器 dbwavf(W) W='dbN' N=1,2,3,...,50
ddencmp 获取默认值阈值(软或硬)熵标准
depo2ind ;将深度-位置结点形式转化成索引结点形式
detcoef ;提取一维小波变换高频系数
detcoef2 ;提取二维小波分解高频系数
disp ;显示文本或矩阵
drawtree ;画小波包分解树(GUI)
dtree ;构造DTREE类
dwt 单尺度一维离散小波变换
dwt2 单尺度二维离散小波变换
dwtmode 离散小波变换拓展模式
dyaddown ;二元取样
dyap ;二元插值
entrupd 更新小波包的熵值
fbspwavf B样条小波
gauswavf Gaussian小波
idwt 单尺度一维离散小波逆变换
idwt2 ;单尺度二维离散小波逆变换
ind2depo ;将索引结点形式转化成深度—位置结点形式
intwave 积分小波数
isnode ;判断结点是否存在
istnode 判断结点是否是终结点并返回排列值
iswt 一维逆SWT(Stationary Wavelet Transform)变换
iswt2 ;二维逆SWT变换
leaves ;寻找终端结点
noleaves ;寻找非终端结点
mexihat 墨西哥帽小波
meyer Meyer小波
meyeraux Meyer小波辅助函数
morlet Morlet小波
nodease 计算上溯结点
nodedesc ;计算下溯结点(子结点)
nodejoin ;重组结点
nodepar 寻找父结点
nodesplt ;分割(分解)结点
ntnode ;返回终端结点个数
ntree ;构造树结构对象
orthfill ;正交小波滤波器组
plot 绘制向量或矩阵的图形
qmf ;镜像二次滤波器
rbiowavf ;通过设定双正交样条小波滤波器得到分解和重构的滤波器
read 读取二进制数据
readtree ;读取小波包分解树
scal2frq ;返回伪频率
shanwavf Shannon小波
swt ;一维SWT(Stationary Wavelet Transform)变换
swt2 二维SWT变换
symwavf Symlets小波滤波器
thselect ;信号消噪的阈值选择
treedpth ;求树的深度
treeord 求树结构的叉数
upcoef ;一维小波分解系数的直接重构
upcoef2 二维小波分解系数的直接重构
upwlev ;单尺度一维小波分解的重构
upwlev2 单尺度二维小波分解的重构
wavedec 单尺度一维小波分解
wavedec2 ;多尺度二维小波分解
wavedemo ;小波工具箱函数demo
wavefun 小波函数和尺度函数
wavefun2 ;二维小波函数和尺度函数
wavemenu ;小波工具箱函数menu图形界面调用函数
wavemngr ;小波管理函数
waverec 多尺度一维小波重构
waverec2 ;多尺度二维小波重构
wbmpen ;返回1-D或2-D小波降噪的全局阈值
wcodemat ;对矩阵进行量化编码
wdcbm ;返回阈值和系数个数(1-D小波降噪Birge-Massart策略)
wdcbm2 ;返回阈值和系数个数(2-D小波降噪Birge-Massart策略)
wden 用小波进行一维信号的消噪或压缩
wdencmp 小波消噪或压缩
wentropy ;计算小波包的熵
wfilters ;小波滤波器
wkeep ;提取向量或矩阵中的一部分
wmaxlev 计算小波分解的最大尺度
wnoise ;产生含噪声的测试函数数据
wnoisest ;估计一维小波的系数的标准偏差
wp2wtree ;从小波包树中提取小波树
wpcoef ;计算小波包系数
wpcutree ;剪切小波包分解树
wpdec ;一维小波包的分解
wpdec2 ;二维小波包的分解
wpdencmp ;用小波包进行信号的消噪或压缩
wpfun ;小波包函数
wpjoin ;小波包重构
wprcoef 小波包分解系数的重构
wprec ;一维小波包分解的重构
wprec2 ;二维小波包分解的重构
wpsplt ;分割(分解)小波包
wpthcoef ;进行小波包分解系数的阈值处理
wpviewcf ;绘制小波包的颜色系数
wrcoef ;对一维小波系数进行单支重构
wrcoef2 对二维小波系数进行单支重构
wrev 向量逆序
write ;向缓冲区内存写进数据
wthcoef 一维信号的小波系数阈值处理
wthcoef2 ;二维信号的小波系数阈值处理
wthresh 进行软阈值或硬阈值处理
wthrmngr ;阈值设置管理
wtreemgr ;管理树结构

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