主要内容

信号多分辨率分析仪

将信号分解成时间对齐的组件

描述

信号多分辨率分析仪应用程序是一种交互式工具,用于可视化多级小波和实证模式分解的实值1-D信号并进行比较结果。使用应用程序,您可以:

  • 访问MATLAB中的所有信号®工作区。

  • 调整默认参数并使用多个分解使用modwt.modwtmra(默认)或EMD.方法。

  • 选择分解级别以包括在信号重构中。

  • 可视化和比较结果。

  • 获得分解级别的频率范围。(看Powerbw.想要查询更多的信息。)

  • 确定跨越电平的信号的相对能量。

  • 将重建的信号和对工作区进行分解。

  • 通过生成MATLAB脚本重新创建工作区中的分解。

打开信号多分辨率分析器应用程序

  • MATLAB TOOLSTRIP:在应用标签,下面信号处理和通信, 点击信号多分辨率分析仪

  • matlab命令提示符:输入SignalMultiresolutionAnalyzer.

例子

展开全部

在神户地震数据中加载。数据是地震仪测量(垂直加速度) 纳米 / 2 )在塔斯马尼亚大学,澳大利亚霍巴特·霍巴特,于1995年1月16日开始于20:56:51(GMT),并以一秒的间隔继续51分钟。

加载科比

打开信号多分辨率分析仪然后点击进口。出现一个窗口,列出应用程序可以处理的所有工作区变量。

从对话框中选择“科比数据”,然后单击进口。出现一个四级ModWTMRA分解信号。分解信号命名为科比1在里面分解信号窗格。后缀[modwt]识别基于小波的分解。默认情况下,绘图是关于样本索引和频率的每个样本循环。选择采样率单选按钮。由于数据采样率为1赫兹,因此您无需更改默认值。绘图和频率更新以使用采样率。

中间的情节分解窗格是在原始信号子空间上每种刻度的信号的小波分解的投影。原始信号,科比和重建,科比1,被绘制在重建窗格。这级别选择窗格显示跨尺度的信号的相对能量,以及频段。

一个复选框展示列控件是否显示该级别分解窗格。一个复选框包括列控制是否包括重建中小波分解的水平。点击一个剧情分解窗格是另一种包括或排除信号重建中的级别的方法。要生成新的小波分解,请在ToolStrip中更改其中一个小波参数,然后单击分解

  • 小波- 小波家族

  • 数字- 小波滤波器编号

  • 等级- 小波分解水平

更改ToolStrip中的任何设置将启用分解按钮。

加载嘈杂的多普勒信号。该信号是Donoho和Johnstone的多普勒测试信号的嘈杂版本[1]。

加载noisdopp.

打开信号多分辨率分析仪并将信号导入应用程序。默认情况下,该应用程序创建了四级ModWTMRA的信号分解。在里面分解信号窗格,小波分解被命名noisdopp1.。这重建窗格显示以两种不同颜色绘制的原始和重建信号。

要添加EMD分解,请单击添加▼和选择EMD.

在几个瞬间的EMD分解后noisdopp2.出现在应用程序中。因为选择了EMD分解分解信号窗格,ToolStrip更改为显示与EMD相关的选项,并且剩余物质现在是最厚的曲线重建窗格。

更容易看到两个重建之间的差异,请单击noisdopp.在情节传说中。文本逐渐消失,并且隐藏原始信号的曲线。您可以使用传奇隐藏任何剧情重建窗格。

您可以更改ToolStrip中的参数以生成不同的EMD分解。将光标放在参数上将显示一个工具提示。

  • 插值- 包络结构的插值方法:花键(默认)|PCHIP.

  • 筛选相对宽容- Cauchy型融合标准:0.2(默认)|正标量

  • sift max迭代- 最大筛选迭代次数:100.(默认)|1到10,000之间的正整数

  • 最大号码imf.- 提取最大IMF数:1到10,000之间的正整数

  • 最大号码极值- 残差信号中的最大极值数:1(默认)|1到10,000之间的正整数

  • 最大能量比- 剩余能量比信号:20.(默认)|正标量

要了解有关参数和EMD算法的更多信息,请参阅EMD.

此示例显示如何更改应用程序默认设置以复制分解以进行修改,然后如何生成脚本以在工作区中重新创建分解。

将Kobe地震数据加载到您的工作区中。数据是地震仪测量(垂直加速度) 纳米 / 2 )在塔斯马尼亚大学,澳大利亚霍巴特·霍巴特,于1995年1月16日开始于20:56:51(GMT),并以一秒的间隔继续51分钟。

加载科比

打开信号多分辨率分析仪并将地震数据导入应用程序。默认情况下,该应用程序创建了一个四级ModWtmra,称为称为信号的分解科比1使用订单4 syplet符号4.。点击采样率单选按钮使得图表是时间的。

使用订单4 Coiflet创建新的六级分解。点击复制在工具串中。自从科比1是当前选定的项目分解信号,创建第一个分解的重复。重复称为kobe1copy.。地块重建已更新为包含新的分解。除了颜色外,副本将与第一个分解相同。您可以通过右键单击名称来更改重复的名称分解信号

将ToolStrip中的设置更改为以下值,然后单击分解

  • 小波co

  • 数字:4

  • 等级:6

级别选择请注意,重建中包括哪些分解组件:近似和级别5和级别6细节。

4级具有大约60%的总能量。从重建中删除5级和6,而不是包含级别4.仅显示近似值和级别4细节分解窗格。要大致对齐分解与重建,拖动分解窗格下面重建窗格。

您有三个出口选项。您可以将重建或整个分解导出到工作区,或者您可以创建MATLAB™脚本。要生成脚本,请单击出口>生成matlab脚本

使用以下可执行代码将在您的编辑器中打开一个Untitled脚本:

%逻辑阵列选择重建元素LevelforReconstruction = [false,false,false,true,false,false,true];%使用modwt执行分解wt = modwt(科比,'Coif4'6);使用modwtmra来构建MRA矩阵Mra = modwtmra(wt,'Coif4');沿所选择的多分辨率信号百分比Kobe1copy = Sum(MRA(LevelforReconstruction,:),1);

真假的值LevelforReconstruction.对应于哪个包括盒子被选中级别选择。您可以按原样保存脚本,或修改它以将相同的分解设置应用于其他信号。运行脚本并绘制原始信号并重建。除了可能的颜色,情节将匹配kobe1copy.重建在应用中显示。

t = 0:numel(神户)-1;绘图(t,神户)网格抓住绘图(t,kobe1copy,'行宽',2)xlabel('秒') 标题('重建') 传奇('原来的''重建''地点''西北')轴紧的

图包含轴。带有标题重建的轴包含2个类型的线。这些对象代表原始的重建。

参数

正交小波族用于生成多分辨率分析(默认),指定为:

  • 轶事- 轰鸣

  • co- Coiflets.

  • D b- Daubechies小波

  • FK.- Fejér-Korovkin小波

小波参数仅适用于产生多分辨率分析。

有关小波的更多信息,请使用WaveInfo.功能。例如,要了解有关Daubechies小波的更多信息,请输入WaveInfo('db')

用于在经验模式分解中用于信封结构的插值方法,指定为以下之一:

  • 花键- 立方样条插值

  • PCHIP.- 分段立方Hermite插值多项式方法

插值参数仅适用于生成经验模式分解。在创建实证模式分解时,可以使用应用程序更改其他选项。有关更多信息,请参阅EMD.

程序使用

展开全部

SignalMultiresolutionAnalyzer.打开信号多分辨率分析仪应用程序。一旦应用程序初始化,请通过单击导入信号进行分析进口

signalmultiresolutionAnalyzer(s打开信号多分辨率分析仪应用程序和进口,分解和绘制多分辨率分析s使用modwtmramodwt.与之符号4.小波和默认设置。s是一个真实值的矢量。

默认情况下,应用程序将分解级别作为样本索引的函数绘制。要绘制时间,您可以使用应用程序设置采样率或采样周期。

提示

要同时分解多个信号,可以运行多个实例信号多分辨率分析仪应用程序。

算法

信号多分辨率分析仪用途modwt.modwtmra生成多分辨率分析和EMD.生成经验模式分解。

参考

[1] Donoho,David L.和Iain M. Johnstone。“小波收缩的理想空间适应。”Biometrika81,没有。3(1994年9月1日):425-55。https://doi.org/10.1093/biomet/81.3.425。

在R2018B中介绍