Exponenta Banner

Шумоподавление вейвлета

Открыть скрипт

В этом примере показано, как использовать DyadicAnalysis и DyadicSynthesis Системные объекты, чтобы удалить шум из сигнала.

Введение

Вейвлеты имеют важное приложение в шумоподавлении сигнала. После разложения вейвлета высокочастотные поддиапазоны содержат большую часть шумовой информации и мало информации сигнала. В этом примере мягкая пороговая обработка применяется к различным поддиапазонам. Порог устанавливается к более высоким значениям для высокочастотных поддиапазонов и нижним значениям для низкочастотных поддиапазонов.

Инициализация

Создание и инициализация Системных объектов, прежде чем они будут использоваться в цикле обработки, очень важны в получении оптимальной эффективности.

load dspwlets; % load wavelet coefficients and noisy signal
Threshold = [3 2 1 0];

Создайте SignalSource Системный объект, чтобы вывести сигнал с шумом.

signalGenerator = dsp.SignalSource(noisdopp.', 64);

Создайте и сконфигурируйте DyadicAnalysisFilterBank Системный объект для разложения вейвлета сигнала.

dyadicAnalysis = dsp.DyadicAnalysisFilterBank( ...
    'CustomLowpassFilter', lod, ...
    'CustomHighpassFilter', hid, ...
    'NumLevels', 3);

Создайте три Delay Системные объекты, чтобы компенсировать системную задержку, введенную компонентами вейвлета.

delay1 = dsp.Delay(3*(length(lod)-1));
delay2 = dsp.Delay(length(lod)-1);
delay3 = dsp.Delay(7*(length(lod)-1));

Создайте и сконфигурируйте DyadicSynthesisFilterBank Системный объект для реконструкции вейвлета сигнала.

dyadicSynthesis = dsp.DyadicSynthesisFilterBank( ...
    'CustomLowpassFilter', lor, ...
    'CustomHighpassFilter', hir, ...
    'NumLevels', 3);

Создайте Системный объект осциллографа времени, чтобы построить оригинал, denoised и остаточные сигналы.

scope = timescope('Name', 'Wavelet Denoising', ...
  'SampleRate', fs, ...
  'TimeSpanSource','property',...
  'TimeSpan', 13, ...
  'LayoutDimensions',[3 1], ...
  'TimeAxisLabels', 'Bottom');
pos = scope.Position;
scope.Position = [pos(1) pos(2)-(0.5*pos(4)) 0.9*pos(3) 2*pos(4)];

% Set properties for each display
scope.ActiveDisplay = 1;
scope.Title = 'Input Signal';

scope.ActiveDisplay = 2;
scope.Title = 'Denoised Signal';

scope.ActiveDisplay = 3;
scope.Title = 'Residual Signal';

Потоковый цикл обработки

Создайте цикл обработки к denoise входной сигнал. Этот цикл использует Системные объекты, которых вы инстанцировали выше.

for ii = 1:length(noisdopp)/64
    sig = signalGenerator();      % Input noisy signal
    S = dyadicAnalysis(sig);      % Dyadic analysis

    % separate into four subbands
    S1 = S(1:32);  S2 = S(33:48);  S3 = S(49:56);  S4 = S(57:64);

    % Delay to compensate for the dyadic analysis filters
    S1 = delay1(S1);
    S2 = delay2(S2);

    S1 = dspDeadZone(S1, Threshold(1));
    S2 = dspDeadZone(S2, Threshold(2));
    S3 = dspDeadZone(S3, Threshold(3));
    S4 = dspDeadZone(S4, Threshold(4));

    % Dyadic synthesis (on concatenated subbands)
    S = dyadicSynthesis([S1; S2; S3; S4]);

    sig_delay = delay3(sig);   % Delay to compensate for analysis/synthesis.
    Error = sig_delay - S;

    % Plot the results
    scope(sig_delay, S, Error);
end
release(scope);

Сводные данные

Этот пример использовал Системные объекты обработки сигналов, такие как DyadicAnalysisFilterBank и DyadicSynthesisFilterBank к denoise сигнал с шумом с помощью заданных пользователями порогов. Окно Input Signal показывает исходный сигнал с шумом, окно Denoised Signal показывает сигнал после подавления шума, и окно Residue Signal отображает ошибку между сигналом denoised и оригиналом.

Документация DSP System Toolbox

Поддержка