主要内容

modwpt

最大重叠离散小波包变换

描述

例子

wpt= modwpt (x返回一维实值信号的最大重叠离散小波包变换(MODWPT)的终端节点,x

请注意

MODWPT的输出与输入信号相比是延时的。大多数用于获得MODWPT的滤波器都具有非线性相位响应,这使得对时延的补偿困难。这对于所有的正交尺度和小波滤波器都是成立的,除了Haar小波。可以将系数与信号特征时间对齐,但结果是近似的,而不是与原始信号的精确对齐。MODWPT对每一层的小波包进行能量划分。所有数据包的能量之和等于输入信号的总能量。MODWPT的输出对于想要分析不同数据包中的能级的应用程序是有用的。

MODWPT详细信息(modwptdetails)是信号零相位滤波的结果。MODWPT细节中的特征与输入信号中的特征完全一致。对于给定的电平,对每个样本的细节进行求和,就会得到精确的原始信号。MODWPT细节的输出对于需要时间对齐的应用程序很有用,例如非参数回归分析。

例子

wpt= modwpt (xwname使用指定的正交小波滤波器返回MODWPTwname

例子

wpt= modwpt (x使用正交缩放滤波器返回MODWPT,,小波滤波器,

wpt= modwpt (___列弗返回小波包树正整数级的终端节点列弗

例子

wptpacketlevs) = modwpt (___的行对应的转换级别向量wpt

wptpacketlevscfreq) = modwpt (___的行对应的近似通频带的中心频率wpt

例子

wptpacketlevscfreq能源) = modwpt (___返回节点的小波包系数的能量(L2范数的平方)wpt

例子

wptpacketlevscfreq能源relenergy) = modwpt (___返回小波包的相对能量wpt

例子

___) = modwpt (___名称,值返回带有一个或多个指定的附加选项的MODWPT名称,值对参数。

例子

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使用默认长度18获取心电信号的MODWPT (“fk18”)小波。

负载wecg;wpt = modwpt (wecg);

wpt是一个16 × 2048矩阵,其中包含小波包变换节点的顺序小波包系数。在本例中,节点处于级别4。每个节点对应一个近似的通带滤波 n f 年代 / 2 5 n + 1 f 年代 / 2 5 ,在那里n= 0,…,15,and f 年代 为采样频率。绘制节点(4,2)的小波包系数,即第4级节点2。

:情节(wpt(3))标题(“节点4小波包系数”

图中包含一个轴对象。标题为“节点4小波包系数”的轴对象包含一个类型为line的对象。

利用具有两个消失矩的Daubechies极值相位小波(“db2”).

负载soi;wsoi = modwpt (soi),“db2”);

验证结果转换的大小是否包含16个节点。每个节点位于单独的行中。

大小(wsoi)
ans =1×212998年16日

使用Fejer-Korovkin长度18标度和小波滤波器获得心电波形的MODWPT。

负载wecg;(瞧,嗨)= wfilters (“fk18”);wpt = modwpt (wecg,嗨);

使用默认长度18获得心电波形的MODWPT和全小波包树“fk18”)小波。提取并绘制第3级节点2的节点系数。

负载wecg;(wpt packetlevels cfreq] = modwpt (wecg,“FullTree”,真正的);p3 = wpt (packetlevels = = 3:);:情节(p3(3))标题(“第3级,节点2小波系数”

图中包含一个轴对象。标题为Level 3, Node 2小波系数的轴对象包含一个类型为line的对象。

显示3级中心频率。

cfreq (packetlevels = = 3,:)
ans =8×10.0312 0.0938 0.1562 0.2188 0.2812 0.3438 0.4062 0.4688

获取并绘制心电波形的MODWPT能量和相对能量。

负载wecg[wpt, ~, cfreq、能源、relenergy] = modwpt (wecg);

表明MODWPT能量之和等于原始信号的能量之和。MODWPT总能量与信号能量之间的差异很小,可以认为不重要。

disp ([MODWPT能量和信号能量的区别:num2str(总和(能量)和(wecg ^ 2))))
MODWPT能量与信号能量的区别:3.6122e-09

按节点绘制MODWPT能量图。

图酒吧(1:16、能源)包含(“节点”) ylabel (“能源”)标题(节点的能量”

图中包含一个轴对象。标题为Energy by Node的axes对象包含一个bar类型的对象。

disp ([通频带总功率:num2str(能源(1))))
通带总功率:200.8446

绘制相对能量图,并显示第一通带中信号能量的百分比[0,5.6250]。

图酒吧(1:16,relenergy * 100)包含(“节点”) ylabel (“能量百分比”)标题(“相对于节点信号能量的能量”

图中包含一个轴对象。标题为Energy Relative to Signal Energy by Node的轴对象包含一个bar类型的对象。

disp ([信号功率在通频带中的百分比:num2str (relenergy (1) * 100)])
信号功率在通频带中的百分比:67.3352

获得噪声中两个间歇性正弦波的时间对齐MODWPT。正弦波的频率是150hz和200hz。数据采样频率为1000hz。

dt = 0.001;t = 0: dt: 1 dt;x = cos(2 *π* 150 * t) * (t > = 0.2 & t < 0.4) +罪(2 *π* 200 * t) * 0.6 (t > & t < 0.9);y = x + 0.05 * randn(大小(t));[wpta ~, Falign] = modwpt (x,“TimeAlign”,真正的);[wptn, ~, Fnon] = modwpt (x);

比较非对齐和时间对齐的时频图。

次要情节(2,1,1);轮廓(t, Fnon。* (1 / dt), abs (wptn)。^ 2);网格;ylabel (“赫兹”);标题(“时频图(不结盟)”);次要情节(2,1,2)轮廓(t, Falign。* (1 / dt), abs (wpta)。^ 2);网格;包含(“时间”);ylabel (“赫兹”);标题(的时频图(对齐));

图中包含2个轴对象。标题为“时频图(非对齐)”的轴对象1包含一个轮廓类型的对象。标题为“时频图(对齐)”的坐标轴对象2包含一个轮廓类型的对象。

输入参数

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输入信号,指定为实值行或列向量。x必须至少有两个元素。

数据类型:

分析指定为对应于正交小波的a的小波滤波器。如果指定缩放()和小波()过滤器,modwpt忽略了wname输入。

有效的正交小波族从下面的一个开始,然后是一个整数,N例如,sym4.但是请注意,“哈雾”后面没有整数。

  • “哈雾”- Haar小波,它与Daubechies小波相同,只有一个消失矩,“db1”

  • 的数据库N- Daubechies小波N消失的时刻

  • “信谊N- Symlets小波与N消失的时刻

  • “头巾N- Coiflets小波与N消失的时刻

  • 的颗N- Fejer-Korovkin小波N系数

要检查小波是否正交,请使用wavemngr(“类型”,wname)并验证它是否返回1为小波类型。确定。的有效值N,使用waveinfo例如,waveinfo(颗)

缩放滤波器,指定为偶数长度实值向量。必须满足生成正交尺度函数的必要条件。你不能同时指定缩放小波滤波器和wname输入。

小波滤波器,指定为偶数长度实值向量。必须满足生成正交小波的必要条件。你不能同时指定缩放小波滤波器和wname输入。

转换级别,指定为小于或等于的正整数地板(log2(元素个数(x)))

名称-值参数

指定可选的逗号分隔的对名称,值参数。的名字参数名和价值为对应值。的名字必须出现在引号内。可以以任意顺序指定多个名称和值对参数Name1, Value1,…,的家

例子:“Fulltree”,真的返回完整的小波包树

选项返回完整的小波包树,指定为逗号分隔对组成“FullTree”,要么真正的.如果您指定,然后modwpt仅返回终端(末级)小波包节点。如果您指定真正的,然后modwpt返回指定级别的完整小波包树。

例子:“Fulltree”,真的

选择时间对齐小波包系数与信号特征,指定为逗号分隔对组成“TimeAlign”,要么真正的时间对齐或不对齐。

标度滤波器和小波滤波器具有时滞。循环移动所有节点的小波包系数使信号和小波系数在时间上对齐。如果你想重建信号,例如使用imodwpt,不移动系数,因为在反演过程中进行了时间对齐。

例子:“TimeAlign”,真的

输出参数

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小波包树,以矩阵的形式返回,每一行包含按顺序排列的小波包系数。默认情况下,wpt只包含MODWPT的终端级别。缺省的终端级别为4级或地板(log2(元素个数(x))),以较小的为准。在4级,wpt是一个16 * -元素个数x)矩阵。对于完整的树,在级别上jwpt是一个2j+22 -元素个数x)矩阵,每一行按级别和索引包含包系数。的近似通频带nth排wpt在层次j n 1 2 j + 1 n 2 j + 1 周期/样品,n= 1, 2,…2j

转换等级,返回为矢量。能级对应的行是wpt.如果wpt只包含终端电平系数,packetlevs是一个等于终端能级的常数向量。如果wpt包含完整的小波包表,packetlevs向量是2吗j每个关卡的元素,j.要选择特定层次上的所有小波包节点,使用packetlevs与逻辑索引。

中近似通频带的中心频率wpt行,作为向量返回。中心频率以周期/样本为单位。将单位转换为周期/单位时间,乘cfreq由采样频率决定。

能量的小波包系数为wpt节点,作为向量返回。每一层小波包的能量之和(L2规范的平方)等于信号中的能量。

每一层的相对能量,以矢量形式返回。相对能量是每一层小波包中的能量相对于该层总能量的比例。每一级所有包的相对能量之和等于1。

算法

modwpt进行离散小波包变换,生成顺序小波包树。比较序列有序树和正常(Paley)有序树。

参考文献

珀西瓦尔,d。B。和a。t。瓦尔登。时间序列分析的小波方法.英国剑桥:剑桥大学出版社,2000年。

[2]瓦尔登,a.t.和A.孔特拉斯·克里斯坦。相位校正非抽取离散小波包变换及其在事件时序解释中的应用伦敦皇家学会学报.第454卷,1976期,1998年,2243-2266页。

扩展功能

介绍了R2016a