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この例では、ウェーブレットを使用して信号やイメージのノイズを除去する方法について説明します。ウェーブレットはデータ内の特徴を異なるスケールに局所化するので、信号またはイメージの重要な特徴を保持しながらノイズを除去することができます。ウェーブレット ノイズ除去、すなわちウェーブレットのしきい値処理の背後にある基本的な考え方は、ウェーブレット変換によって実際の多数の信号やイメージに対してスパース表現が得られるということです。これはつまり、ウェーブレット変換が信号やイメージの特徴を振幅の大きい少数のウェーブレット係数に集中させるということです。値の小さいウェーブレット係数は通常ノイズであり、そのような係数は、信号の質または画質に影響を与えることなく、"収縮" または削除することができます。係数のしきい値処理を行った後、逆ウェーブレット変換を使用してデータを再構成します。
ウェーブレット ノイズ除去を説明するため、ノイズを含む "“颠簸”信号を作成します。この場合、元の信号とノイズを含むバージョンの両方があります。
rng违约; [十、 XN]=wnoise(“颠簸”,10,sqrt(6));子地块(211)地块(X);头衔(“原始信号”); AX=gca;AX.YLim=[0 12];子地块(212)地块(XN);头衔(“噪音信号”); AX=gca;AX.YLim=[0 12];
wdenoise
を既定の設定で使用して、レベル 4.まで下げて信号のノイズを除去します。wdenoise
は間引きウェーブレット変換を使用します。元の信号とともに結果をプロットします。
xd=wdenoise(XN,4);图形图(X,“r”)持有在…上; 绘图(xd)图例(“原始信号”,“去噪信号”,“位置”,“东北外”)轴心紧的; 持有关;
非間引きウェーブレット変換を使用して信号のノイズを除去することもできます。非間引きウェーブレット変換を使用して、もう一度レベル 4.まで下げて信号のノイズを除去します。元の信号とともに結果をプロットします。
xdMODWT=wden(XN,“modwtsqtwolog”,'s',“mln”4.“sym4”); 图形图(X,“r”)持有在…上; 绘图(xdMODWT)图例(“原始信号”,“去噪信号”,“位置”,“东北外”)轴心紧的; 持有关;
どちらの場合も、ウェーブレット ノイズ除去は、ノイズの量を大幅に削減しながら、信号内のシャープな特徴を保持していることがわかります。後者はフーリエベースのノイズ除去の課題です。フーリエベースのノイズ除去、つまりフィルター処理では、ローパス フィルターを適用してノイズを除去します。しかし、信号内のスパイクやイメージ内のエッジなど、データに高周波数の特徴があると、ローパス フィルターはそれらを平滑化します。
ウェーブレットを使用して、ノイズが一様でない信号のノイズを除去することもできます。経時的な電力消費を示す信号の一部をインポートし、調査します。
负载勒勒库姆; indx=2000:3450;x=leleccum(indx);绘图(x)网格在…上;
この信号は、サンプル 500近辺以降、ノイズが増加しているようです。そのため、信号の最初の部分では異なるしきい値処理を使用します。去噪
を使用して、ノイズ除去に最適な区間数を決定し、信号のノイズを除去することができます。この例では、'db3'ウェーブレットを使用し、レベル 3.までデータを分解します。
[SIGDEN,~,thrParams,~,BestNbOfInt]=cmddenoise(x,‘db3’,3);
区間数と、区間を区切るサンプル値を表示します。
贝斯恩博菲特
BestNbOfInt=2
thrParams{1}(:,1:2)
ans=2×21 412 412 1451
2.つの区間が特定されました。2.つのセグメントの間の境界を示すサンプルは 412です。信号をプロットし、2.つの信号セグメントを示すと、サンプル 412の前後でノイズは異なることがわかります。
图(x)保持在…上; 绘图([412412],[100550],“r”)持有关;
ノイズ除去後の信号をプロットします。
情节(西格登)标题(“去噪信号”)
ウェーブレットを使用してイメージのノイズを除去することもできます。イメージにおいて、エッジはイメージの輝度が急激に変化する場所です。エッジを維持しながらイメージのノイズを除去することが、知覚的品質にとって極めて重要です。従来のローパス フィルター処理はノイズを除去しますが、ほとんどの場合、エッジを平滑化し、画質に悪影響を与えます。ウェーブレットは、知覚的に重要な特徴を保持しながらノイズを除去できます。
ノイズを含むイメージを読み込みます。wdenoise2
を既定の設定で使用してイメージのノイズを除去します。既定では、wdenoise2
は双直交ウェーブレット生物4.4
を使用します。元のイメージとノイズ除去後のイメージを表示するには、出力引数を指定しません。
装载(“跳,垫”)wdenoise2(跳转)
イメージ内のエッジは、ノイズ除去処理によって平滑化されていないことがわかります。