exponenta event banner

imodwt

Обратное максимальное перекрытие дискретного вейвлет-преобразования

Описание

пример

xrec = imodwt(w) восстанавливает сигнал на основе коэффициентов максимального перекрывающегося дискретного вейвлет-преобразования (MODWT) в w. По умолчанию imodwt предполагает, что вы получили w с использованием 'sym4' вейвлет с периодической обработкой границ. Если коэффициенты не изменяются, xrec является идеальной реконструкцией сигнала.

пример

xrec = imodwt(w,wname) восстанавливает сигнал, используя ортогональный вейвлет wname. wname должен быть тем же самым вейвлетом, который используется для анализа входного сигнала в modwt.

пример

xrec = imodwt(w,Lo,Hi) восстанавливает сигнал с помощью фильтра ортогонального масштабирования Lo и вейвлет-фильтр Hi. Lo и Hi фильтры должны быть теми же фильтрами, которые используются для анализа входного сигнала modwt.

пример

xrec = imodwt(___,lev) восстанавливает сигнал до уровня lev. xrec - проекция на пространство масштабирования на уровне lev. Уровень по умолчанию равен 0, что приводит к полной реконструкции, если коэффициенты не изменяются.

пример

xrec = imodwt(___,'reflection') использует граничное условие отражения при реконструкции. При указании 'reflection', imodwt предполагает, что длина исходного сигнала равна половине числа столбцов в матрице входных коэффициентов. По умолчанию imodwt предполагает периодическое расширение сигнала на границе.

Необходимо ввести весь вектор символов 'reflection'. При добавлении вейвлета с именем 'reflection' перед использованием этой опции необходимо переименовать этот вейвлет с помощью диспетчера вейвлетов. 'reflection' может быть помещен в любую позицию во входном списке аргументов после x.

Примеры

свернуть все

Получите MODWT сигнала ЭКГ и продемонстрируйте идеальную реконструкцию.

Загрузите данные сигнала ЭКГ и получите сигнал MODWT.

load wecg;

Получите MODWT и обратный MODWT.

w = modwt(wecg);
xrec = imodwt(w);

Используйте норму L-бесконечности, чтобы показать, что разница между исходным сигналом и реконструкцией чрезвычайно мала. Наибольшая абсолютная разница между исходным сигналом и реконструкцией составляет порядка 10-12, что демонстрирует совершенную реконструкцию.

norm(abs(xrec'-wecg),Inf)
ans = 2.3255e-12

Получить MODWT от Deutsche Mark-U.S. Данные курса доллара и продемонстрировать идеальную реконструкцию.

Загрузить Deutsche Mark-U.S. Данные о курсе доллара.

load DM_USD;

Получение MODWT и обратного MODWT с помощью 'db2' вейвлет.

wdm = modwt(DM_USD,'db2');
xrec = imodwt(wdm,'db2');

Используйте норму L-бесконечности, чтобы показать, что разница между исходным сигналом и реконструкцией чрезвычайно мала. Наибольшая абсолютная разница между исходным сигналом и реконструкцией составляет порядка 10-13, что демонстрирует совершенную реконструкцию.

norm(abs(xrec'-DM_USD),Inf)
ans = 1.6370e-13

Получить MODWT сигнала ЭКГ с помощью фильтров Фейера-Коровкина.

Загрузите данные ЭКГ.

load wecg;

Создайте фильтры Фейера-Коровкина с 8 коэффициентами.

[Lo,Hi] = wfilters('fk8');

Получение MODWT и обратного MODWT.

wtecg = modwt(wecg,Lo,Hi);
xrec = imodwt(wtecg,Lo,Hi);

Постройте график исходных данных и реконструкции.

subplot(2,1,1)
plot(wecg)
title('ECG Signal');
subplot(2,1,2)
plot(xrec)
title('Reconstruction')

Figure contains 2 axes. Axes 1 with title ECG Signal contains an object of type line. Axes 2 with title Reconstruction contains an object of type line.

Получить MODWT сигнала ЭКГ до максимального уровня и получить проекцию сигнала ЭКГ на пространство масштабирования на уровне 3.

Загрузите данные ЭКГ.

load wecg;

Получите MODWT.

wtecg = modwt(wecg);

Получить проекцию сигнала ЭКГ на V3, пространство масштабирования на третьем уровне с помощью imodwt функция.

v3proj = imodwt(wtecg,3);

Постройте график исходного сигнала и проекции.

subplot(2,1,1)
plot(wecg)
title('Original Signal')
subplot(2,1,2)
plot(v3proj)
title('Projection onto V3')

Figure contains 2 axes. Axes 1 with title Original Signal contains an object of type line. Axes 2 with title Projection onto V3 contains an object of type line.

Следует отметить, что в V3 приближении отсутствуют пики, характерные для R волн в ЭКГ. Вы можете увидеть недостающие детали, изучив вейвлет-коэффициенты на третьем уровне.

Постройте график вейвлет-коэффициентов третьего уровня.

figure
plot(wtecg(3,:))
title('Level-Three Wavelet Coefficients')

Figure contains an axes. The axes with title Level-Three Wavelet Coefficients contains an object of type line.

Получение обратного MODWT с помощью обработки границ отражения для данных индекса южного колебания. Период отбора проб составляет один день. imodwt с 'reflection' опция предполагает, что входная матрица, которая является modwt выходной сигнал в два раза больше длины исходного сигнала. imodwt обработка границ отражения уменьшает количество коэффициентов вейвлета и масштабирования при каждом масштабе вдвое.

load soi;
wsoi = modwt(soi,4,'reflection');
xrecsoi = imodwt(wsoi,'reflection');

Используйте норму L-бесконечности, чтобы показать, что разница между исходным сигналом и реконструкцией чрезвычайно мала. Наибольшая абсолютная разница между исходным сигналом и реконструкцией составляет порядка 10-11, что демонстрирует совершенную реконструкцию.

norm(abs(xrecsoi'-soi),Inf)
ans = 1.6421e-11

Загрузка 23-канальных данных ЭЭГ Espiga3 [2]. Каналы расположены столбчато. Данные дискретизируются на частоте 200 Гц.

load Espiga3

Получить максимальное перекрывающееся дискретное вейвлет-преобразование до максимального уровня.

w = modwt(Espiga3);

Восстановите многоканальный сигнал. Постройте график исходных данных и выполните реконструкцию.

xrec = imodwt(w);
subplot(2,1,1)
plot(Espiga3)
title('Original Data')
subplot(2,1,2)
plot(xrec)
title('Reconstruction')

Figure contains 2 axes. Axes 1 with title Original Data contains 23 objects of type line. Axes 2 with title Reconstruction contains 23 objects of type line.

Входные аргументы

свернуть все

Преобразование MODWT сигнала или мультисигнала до уровня L, заданного как матрица или 3-D матрица, соответственно. w представляет собой матрицу L + 1-за-N для MODWT N-точечного сигнала и матрицу L + 1-за-N-за-NC для MODWT N-за-NC мультисигнала. По умолчаниюimodwt предполагает, что вы получили MODWT с помощью 'sym4' вейвлет с периодической обработкой границ.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного номера: Да

Синтезирующий вейвлет, указанный как одно из следующих:

  • 'haar' - Вейвлет Хаара

  • 'dbN' - Экстремальная фаза Daubechies вейвлет с N исчезающие моменты, где N является положительным целым числом от 1 до 45.

  • 'symN' - Симлеты вейвлет с N исчезающие моменты, где N является положительным целым числом от 2 до 45.

  • 'coifN' - Coiflets вейвлет с N исчезающие моменты, где N является положительным целым числом от 1 до 5.

  • 'fkN' - Фежер-Коровкин вейвлет с N коэффициенты, где N = 4, 6, 8, 14, 18 и 22.

Синтезирующий вейвлет должен быть тем же вейвлетом, который используется в анализе с modwt.

Фильтры, заданные как пара действительных векторов четной длины. Lo является фильтром масштабирования, и Hi является вейвлет-фильтром. Lo и Hi должны быть теми же фильтрами, что и в анализе с modwt. Фильтры должны удовлетворять условиям ортогонального вейвлета. Длины Lo и Hi должно быть равным. Посмотрите wfilters для получения дополнительной информации. Нельзя указать и вейвлет, и вейвлет wname и пара фильтров Lo,Hi.

Уровень реконструкции, заданный как неотрицательное целое число от 0 до size(w,1)-2. Уровень должен быть меньше уровня, используемого для получения w от modwt. Если lev равно 0 и коэффициенты не изменяются, imodwt обеспечивает идеальную реконструкцию сигнала.

Выходные аргументы

свернуть все

Реконструированная версия исходного сигнала или мультисигнала на основе MODWT и уровня реконструкции, возвращаемая в виде вектора или матрицы.

Ссылки

[1] Персиваль, Дональд Б. и Эндрю Т. Уолден. Вейвлет-методы для анализа временных рядов. Кембриджская серия по статистической и вероятностной математике. Кембридж; Нью-Йорк: Cambridge University Press, 2000.

[2] Столовая гора, Гектор. «Адаптированные вейвлеты для обнаружения шаблона». В процессе распознавания образов, анализа изображений и приложений, под редакцией Альберто Санфелиу и Мануэля Лазо Кортеса, 3773: 933-44. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg, 2005. https://doi.org/10.1007/11578079_96 .

Расширенные возможности

..

См. также

|

Представлен в R2015b