基于改进阈值函数的小波域去噪算法的研究
一种基于改进阈值函数的小波阈值降噪算法

一种基于改进阈值函数的小波阈值降噪算法
倪培峰;胡雄
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】2016(42)8
【摘要】针对小波阈值降噪中硬阈值函数和软闽值函数的不足,结合现有文献提出一种新的阈值函数.新阈值函数克服了传统阈值函数的缺点,保证了阈值函数的连续性,同时可以通过改变参数灵活地调节函数.在新阈值函数的基础上结合改进的阈值确定方法,提出一种新的降噪算法.通过MATLAB仿真,对几种小波降噪算法进行了试验分析,利用信噪比和均方根误差两个指标进行评价.结果表明,相比于传统的降噪算法,新降噪算法取得了更好的降噪效果.
【总页数】4页(P98-100,104)
【作者】倪培峰;胡雄
【作者单位】上海海事大学物流工程学院,上海201306;上海海事大学物流工程学院,上海201306
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于改进小波阈值函数的医学CT图像降噪 [J], 张元龙;杨鹏
2.基于改进小波阈值函数的风洞连续信号降噪方法 [J], 张鹏;谢艳;孙宁;魏志
3.一种基于加权平均的改进型小波阈值降噪算法 [J], 刘书俊;李生林;蒋明;宋志强;
毕金友
4.基于改进小波阈值函数的癫痫信号去噪算法 [J], 吕健
5.基于改进小波阈值函数的安全阀排放声信号降噪 [J], 李树勋;王志辉;康云星;侯建军
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一种基于改进阈值函数的小波图像去噪算法

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收 稿 日期 : 0 0 3 6 2 1 —0 —1
基 金项 目 : 南省 教 育 厅 自然 科 学 基 金项 目(O 4 O 62 1 2 0 l 45 O ) 河 2 O 14 5 O ; 05 O 6O 2 作者简介 : 刘洲 峰 ( 9 2 男 , 南 新 乡 人 , 授 , 士 . 1 6 一) 河 教 博
软 阈 值 比 , 函数 不 仅 易计 算 ,而 且 具 有优 越 的数 学 特 性 和 清 晰 的 物 理 意 义 .实 验 结 果 表 明 , 方 法 可 有 效 地 去 除 白噪 此 该
声 干 扰 , 论 在 视 觉 效 果 还是 在 信 噪 比和 均 方 误 差 定 量 指 标 上 均 明 显 优 于 常 用 的 软 、 阈 值 及 改 进 的 软 硬 阈 值 折 中 算 无 硬 法 , 分 体 现 出小 波 阈值 去 噪方 法 的优 越 性 . 充 关 键 词 : 小 波 变 换 ;图像 去 噪 ;阈值 ;阚值 函数
小 波系数 , 为 噪声小 波系数 . W
以加性高 斯噪声 为前 提 , 据 噪声 所 占子带 系 数方 差 根 的 比例对 阈值进 行 了改 进 , 提 出 了一 种新 的阈值 函 并 数 , 阈值 函数高 阶 可导 , 现 有 软 、 阈值 函数 的推 该 是 硬
广, 而且通 过调整 参数 , 还可 以克服 硬 阈值 函数不 连续
一种改进小波阈值的图像去噪算法

( 1 . Ar my Of f i c e r Ac a d e my O f PLA, He f e i 2 3 0 03 1 ) ( 2 . Ar my Of f i c e r Ac a d e my o f PLA ,H e f e i 2 3 0 0 3 1)
Ab s t r a c t I n i ma g e p r o c e s s i n g,a p p l i c a t i o n s wa v e l e t — b a s e d i ma g e d e n o i s i n g a l g o r i t h ms i s a h o t p o i n t .I n t h i s p a p e r , i mp r o v e d wa v e l e t t hr e s h o l d i n g d e n o i s i n g i s pr o p o s e d .I t ha s t h e a d v a n t a g e o f s o f t a n d ha r d t hr e s h o l d i n g . Ra mp t h r e s h o l d f u nc t i o n i s u s e d t o o .Th e i ma ge i s p r o— c e s s e d b y wa v e l e t t h r e s h o l di ng d e n o i s i n g, we c a n ha v e l i t t l e mi n i mi z e s t h e me a n s q u a r e d e r r o r a n d mo r e s i gn a l — t o — n oi s e r a t i o ,a n d t h e Gi b b s e f f e c t c a n be e l i mi n a t e d e f f e c t i v e l y .Ex p e r i me nt r e s ul t s s h o w t h a t t h e p r o p o s e d a l g o r i t h m i s be t t e r t h a n t he e x i s t i n g i ma g e d e n o i s i n g a l g o— r i t h ms u s i n g s o f t a n d h a r d t h r e s h o l d i n g, a n d t h e o p e r a t i o n i s mo r e s i mp l e a n d d i r e c t . K e y W or d s i ma g e d e no i s i n g,wa v e l e t t r a n s f o r m ,t hr e s h o l d i n g,e mu l a t i on Cl a s s Nu mb er TP3 0 ] . 6
小波变换语音消噪(改进阈值)

改进阈值函数进行语音信号消噪,但是在程序运行过程中频频报错。
本人经验不足调试不出,希望求得各位指导改进函数表达式附图clear all; clc; close all;fs=8000;%语音信号采样频率为8000xx=wavread('lw1.wav');x1=xx(:,1);%取单声道t=(0:length(x1)-1)/8000;y1=fft(x1,2048);%对信号做2048点FFT变换f=fs*(0:1023)/2048;figure(1)plot(t,x1) %做原始语音信号的时域图形y=awgn(x1',10,'measured');%加10db的高斯白噪声[snr,mse]=snrmse(x1,y')%求得信噪比均方误差figure(2)plot(t,y) %做加噪语音信号的时域图形[c,l]=wavedec(y,3,'db1');%多尺度一维分解%用db1小波对信号进行3层分解并提取系数a3=appcoef(c,l,'db1',3);%a2=appcoef(c,l,'db1',2);%a1=appcoef(c,l,'db1',1);d3=detcoef(c,l,3);d2=detcoef(c,l,2);d1=detcoef(c,l,1);thr1=thselect(d1,'rigrsure');%阈值获取,使用Stein的无偏风险估计原理thr2=thselect(d2,'rigrsure');thr3=thselect(d3,'rigrsure');%利用改进阈值函数进行去噪处理gd1=Garrote_gg(d1,thr1);gd2=Garrote_gg(d2,thr2);gd3=Garrote_gg(d3,thr3);c1=[a3 gd3 gd2 gd1];y1=waverec(c2,l,'db1');%多尺度重构[snr,mse]=snrmse(x1,y1')%求得信噪比均方误差figure(3);plot(t,y1);function gd=Garrote_gg(a,b)%a为信号分解后的小波系数,b为获得的阈值m=0.2*((a*a)-(b*b));if (abs(a)>=b)gd=sign(a)*(abs(a)-b/exp(m));else (abs(a)<b)gd=0;endfunction [snr,mse]=snrmse(I,In)% 计算信噪比函数% I :原始信号% In:去噪后信号snr=0;Ps=sum(sum((I-mean(mean(I))).^2));%signal power Pn=sum(sum((I-In).^2));%noise powersnr=10*log10(Ps/Pn);mse=Pn/length(I);QQ截图20130516175535.png(11.18 KB, 下载次数: 0)改进函数表达式本帖最后由罗志雄于 2013-5-16 21:58 编辑function [snr,mse]=snrmse(I,In)% 计算信噪比函数% I :原始信号% In:去噪后信号snr=0;Ps=sum(sum((I-mean(mean(I))).^2));%signal power Pn=sum(sum((I-In).^2));%noise powersnr=10*log10(Ps/Pn);mse=Pn/length(I);修改后程序清单如下:clear all; clc; close all;fs=8000;%语音信号采样频率为8000xx=wavread('lw1.wav');x1=xx(:,1);%取单声道x1=x1-mean(x1);t=(0:length(x1)-1)/8000;y1=fft(x1,2048);%对信号做2048点FFT变换f=fs*(0:1023)/2048;figure(1)plot(t,x1) %做原始语音信号的时域图形y=awgn(x1',10,'measured');%加10db的高斯白噪声[snr,mse]=snrmsel(x1',y)%求得信噪比均方误差snr1=SNR_singlech(x1',y)figure(2)plot(t,y) %做加噪语音信号的时域图形[c,l]=wavedec(y,3,'db1');%多尺度一维分解%用db1小波对信号进行3层分解并提取系数a3=appcoef(c,l,'db1',3);%a2=appcoef(c,l,'db1',2);%a1=appcoef(c,l,'db1',1);d3=detcoef(c,l,3);d2=detcoef(c,l,2);d1=detcoef(c,l,1);thr1=thselect(d1,'rigrsure');%阈值获取,使用Stein的无偏风险估计原理thr2=thselect(d2,'rigrsure');thr3=thselect(d3,'rigrsure');%利用改进阈值函数进行去噪处理gd1=Garrote_gg(d1,thr1);gd2=Garrote_gg(d2,thr2);gd3=Garrote_gg(d3,thr3);c1=[a3 gd3 gd2 gd1];function gd=Garrote_gg(a,b)%a为信号分解后的小波系数,b为获得的阈值m=0.2*((a.*a)-(b*b));if (abs(a)>=b)gd=sign(a)*(abs(a)-b/exp(m));elsegd=zeros(size(a));endy1=waverec(c1,l,'db1');%多尺度重构[snr,mse]=snrmsel(x1',y1) %求得信噪比均方误差figure(3);plot(t,y1);小波去噪软阈值和硬阈值的matlab仿真程序硬阈值、软阈值这里有一段不知道有用没%设置信噪比和随机种子值snr=4;init=2055615866;%产生原始信号sref和高斯白噪声污染的信号s[sref,s]=wnoise(1,11,snr,init);%用db1小波对原始信号进行3层分解并提取系数[c,l]=wavedec(s,3,'db1');a3=appcoef(c,l,'db1',3);d3=detcoef(c,l,3);d2=detcoef(c,l,2);d1=detcoef(c,l,1);thr=1;%进行硬阈值处理ythard1=wthresh(d1,'h',thr);ythard2=wthresh(d2,'h',thr);ythard3=wthresh(d3,'h',thr);c2=[a3 ythard3 ythard2 ythard1];s3=waverec(c2,l,'db1');%进行软阈值处理ytsoftd1=wthresh(d1,'s',thr);ytsoftd2=wthresh(d2,'s',thr);ytsoftd3=wthresh(d3,'s',thr);c3=[a3 ytsoftd3 ytsoftd2 ytsoftd1];s4=waverec(c3,l,'db1');%对上述信号进行图示subplot(5,1,1);plot(sref);title('参考信号');subplot(5,1,2);plot(s);title('染噪信号');subplot(5,1,3);plot(s3);title('硬阈值处理');subplot(5,1,4);plot(s4);title('软阈值处理');matlab小波除噪,为何硬阈值和软阈值除躁信噪比一样了?load leleccum;index=1:1024;f1=leleccum(index); % 产生含噪信号init=2055615866;randn('seed',init);f2=f1+18*randn(size(x));snr=SNR_singlech(f1,f2) %信噪比subplot(2,2,1);plot(f1);title('含噪信号'); %axis([1,1024,-1,1]); subplot(2,2,2);plot(f2);title('含噪信号'); %axis([1,1024,-1,1]); %用db5小波对原始信号进行3层分解并提取系数[c,l]=wavedec(f2,3,'db6');a3=appcoef(c,l,'db6',3);d3=detcoef(c,l,3);d2=detcoef(c,l,2);d1=detcoef(c,l,1);sigma=wnoisest(c,l,1);thr=wbmpen(c,l,sigma,2);%进行硬阈值处理ythard1=wthresh(d1,'h',thr);ythard2=wthresh(d2,'h',thr);ythard3=wthresh(d3,'h',thr);c2=[a3 ythard3 ythard2 ythard1];f3=waverec(c2,l,'db6');%进行软阈值处理ytsoftd1=wthresh(d1,'s',thr);ytsoftd2=wthresh(d2,'s',thr);ytsoftd3=wthresh(d3,'s',thr);c3=[a3 ytsoftd3 ytsoftd2 ytsoftd1];f4=waverec(c3,l,'db6');%对上述信号进行图示subplot(2,2,3);plot(f3);title('硬阈值处理');%axis([1,1024,-1,1]); subplot(2,2,4);plot(f4);title('软阈值处理');%axis([1,1024,-1,1]); snr=SNR_singlech(f1,f3)snr=SNR_singlech(f1,f4)信噪比函数SNR_singlech(I,In)function snr=SNR_singlech(I,In)% 计算信噪比函数% I:riginal signal% In:noisy signal(ie. original signal + noise signal)snr=0;Ps=sum(sum((I-mean(mean(I))).^2));%signal powerPn=sum(sum((I-In).^2));%noise powersnr=10*log10(Ps/Pn);小波去噪程序Matlab小波去噪(默认,强制,给定三种情况)%% 利用小波分析对监测采集的信号进行去噪处理,恢复原始信号%小波分析进行去噪有3中方法:%1、默认阈值去噪处理。
基于改进小波阈值函数的图像去噪

要: 针对 传 统的 闽值 函数在 图像 去噪 中存 在 硬 阈值 函数 不连 续 、 软 阂值 函数 会 产 生恒
定误 差 的 不足 , 在 多层 小波 变换 的基 础 上 , 对 阈值 选取 方 法进 行 了改进 , 并 改 变 了传 统软 阈值 函
数。实验结果表明, 该方法无论在视 觉效果还是在信噪比定量指标上均优 于传统硬 闽值 法和软
均值高斯 白噪声来表征_ 3 ] 。因此在进一步处理之 前采 用 适 当的 方 法 对 图 像 进 行 去 噪 是 非 常 重
Ab s t r a c t :T h e t r a d i t i o n a l t h r e s h o l d f u n c t i o n s h a v e s o me d e f i c i e n c i e s i n i ma g e d e - n o i s i n g . Ha r d t h r e s h o l d f u n c t i o n i S d i s c o n t i n u o u s a n d s o t f t h r e s h o l d f u n c t i o n wi l l c a u s e c o n s t a n t d e v i a t i o n .I n v i e w o f t h i s s i t u a t i o n.i t i mp r o v e s t h e t h r e s h o l d s e l e c t i o n me t h o d a n d t h e t r a d i t i o n a l t h r e s h o l d f u n c t i o n b a s e d o n t h e mu l t i — a n a l y s i s w a v e l e t t r a n s f o I T I 1 .T h e s i mu l a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t t h i s me t h o d i S b e t t e r t h a n t h e
基于改进阈值法的小波去噪研究

式中: e为 自然 对 数 , 为分 解 尺 度 , 为 第 尺 度 K
改 进 方 法 2 本 文 改 进 方 法 ( ) ()
2 0 0 . 0 1 5 3 . 2 I 2 9 . 8 11 7 . 4 10 0 . 5 0 9 9 . 7 0 9 4 . 2 0 8 0 . 8 0 8 3 . 4 O 8 3 . l 20 0 .0 1 2 9 . 8 1 0 0 . 5 0 9 4 . 2 0 8 3 . 4 0 7 6 . 8 0 7 4 . 4
的 阈值计 算公 式 口 : ]
Kj一 ,2・ g i ( 1 . / lN/n + ) () 4
作 面地 表岩 移 监测 点 的 GP S监 测 数 据见 文献 E ] 8,
为 了 弥 补 公 式 中 当 尺 度 J一 1 时 , K 一 /n 2 > K=a l( ) 的缺点 , 鸿雁 文
0 。然 后 , 再将 阈值 处 理 后 的 分 解信 号 进 行 重 构 , 得 到原 始信 号 的估计 面 。 从 以上 阈值 K 的计 算 公式 可 以看 出 , 于不 同 对 的尺 度 , 阈值 K 是 不变 的 。然 而小 波 变换 系数 会 随
着尺 度 的增 大而逐 渐减 小 , 为此 , 赵瑞 珍提 出了改 进
3 算例 分析
由于 已有 的 2 改进 方法 消噪 所得 重构 信号 的 种 信 噪 比增益 以及 视觉 效果 都 比传统 的 消噪方 法有 了 提高, 因此 , 文 只对 比 3种 改 进 方 法 的 去 噪效 果 。 本
为 了验 证本 文改 进 方法 去 噪 的优 越 性 , 某 煤 矿工 对
一
个 非平 稳 的 、 噪声 的 、 含 一维 信号 模型 _可 以 5 ]
一种改进的小波域阈值去噪算法(精)

第19卷第2期2006年4月传感技术学报CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSVol.19No.2Apr.2006ImprovedAlgorithmforThresholdDe2NoisinginWaveletTransformDomainFUWei,XUShan2chuan (ThecollegeofInformationScienceandengineering,YanShanUniversity,QinhuangdaoHeb ei066004)Abstract:BasedonMultiresolutionanalysiswaveletthresholdde2noisingmethodwhichputfo rwardbyD.L.DonohoandI.M..Johnston,anewbivariatethresholdfunctionisposed.Thede2n oisingmethodadop2tingthenewthresholdfunctiongivesbetterMSEperformanceandSNRga insthanthatofhardandsoftthresholdingmethods.However,thehardthresholdingisbestinpres ervingedgesbutworstinde2noising,andsoftthrsholdingisbestinreducingnoisebutworstinpr eservingedges,thismethodincorporatesthehardandsoftthresholdingtoachieveacompromis ebetweenthetwomethods.Numericalsimulationsshowthatthisde2noisingmethodiseffectiv eandexcellent.Keywords:wavelettransform;thresholdfunction;MSE;SNREEACC:5230;7 320Z付炜,许山川(燕山大学信息科学与工程学院,河北秦皇岛066004)摘要:在D.L.Donoho和I.M.Johnston提出的多分辨分析小波阈值去噪方法的基础上,提出了一种新的双变量阈值函数。
改进的小波变换阈值去噪方法

第28卷第3期2007年 6月河南科技大学学报:自然科学版Journal of Henan University of Science and Technol ogy:Natural Science Vol .28No .3Jun .2007作者简介:王 艳(1982-),女,辽宁沈阳人,硕士生;金太东(1952-),男,辽宁抚顺人,教授,主要研究方向为电气自动化.收稿日期:2006-11-10文章编号:1672-6871(2007)03-0046-03改进的小波变换阈值去噪方法王 艳1,金太东1,杜明娟1,金 帅2(1.辽宁石油化工大学信息与控制工程学院,辽宁抚顺113001;2.中国石油辽阳石化分公司聚脂厂,辽宁辽阳111003)摘要:针对Donoho 的阈值去噪方法有时去噪效果不能令人满意的问题,提出了一种二次小波变换阈值去噪的方法———对小波变换各个尺度上的小波系数都进行二次小波变换,并进行去噪处理后重构小波系数,再由重构的小波系数重构原信号,此时原信号中已去除大部分随机噪声,此后再对重构后的原信号进行小波域阈值去噪。
仿真结果表明:该方法具有良好的去噪效果,而且对信号的主要细节保留较好。
关键词:小波变换;阈值去噪;二次小波变换中图分类号:T N911.72文献标识码:A0 前言信号中噪声的消除是信号处理中的一个重要内容,能否有效地滤出噪声直接影响后续工作的进行。
在传统的基于傅立叶变换的信号处理方法中,要使信号和噪声的频带重叠部分尽可能地小,这样,在频域就可以通过时不变滤波方法将信号同噪声区分开。
而当他们的频谱重叠时,这种方法就无能为力了[1]。
而小波的多分辨特性,在降噪过程中使它既可以有效地抑制噪声,又可以较好的保持信号的细节信息。
1995年Donoho 等人设计了一种完全不同的基于幅度的阈值去噪方法[2-3],这种方法的基本思想是:使得信号和噪声的幅度(而不是谱的位置)要尽可能不同,虽然噪声和信号在小波域的分布是重叠在一起的,但是他们的幅度是不同的,这样就可以以对幅度进行滤波的方式,去除噪声的影响。
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2 Re e r h I s iu e o mo e Te tn & Co r l . s a c n tt t f Re t s i g nto ,Ch n q n n tt t f Te h o o y,Ch n q n 0 0 0, i a) o g i g I s iu e o c n l g o g i g 4 0 5 Ch n
摘 要 : D o o o和 I 在 .I .D h n .M.J h so e 出 的多 分 辨 分 析 小 波 阈 值 去 噪 算 法 的 基 础 上 , 出 了 一 种 新 o ntn 提 提
的 阈值 函数 。与 传 统 的 硬 阈 值 和 软 闽值 比 , 函 数 不 仅 易ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ计 算 , 具 有 优 越 的数 学 特 性 和 清 晰 的 物 理 意 义 。试 验 此 且
W a ee v lt Thr a l n e h0 di g
T Ao n - a QI Hu -e g . e gb Ho gy n 。 N afn YU Ch n - o
( . Ch n q n ns iu e o 1 o g i g I tt t fAut mo ie o b l .Ch n q n n tt t fTe h o o y,Ch ng i g 4 0 5 Ch n ; o g ig Isiueo c n lg o q n 0 0 0, i a
结 果 表 明 , 方 法 可 有 效 地 去 除 白噪 声 干 扰 , 论 在 视 觉 效 果 还 是 在 信 噪 比 和 均 方 误 差 定 量 指 标 上 均 明显 优 于 常 该 无
用 的软 、 阈值 及改 进 的软 硬 闽 值 折 中算 法 , 硬 充分 体 现 出小 波 闽 值 去 噪 方 法 的 优 越 性 。
t l s ia of n r hr s ddng f c i he ca sc ls ta d ha d t e hol i un ton. ti l a n phy ism e nig a d sm pl n e I s ce ri sc a n n i e i xpr s i .Ther sut e son e ls
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第3 卷第 1 0 期
2 08 2 0 年 月
压
电
与
声
光
V o . 0 No.1 13 Fe . 2 08 b 0
PI OEIE EZ CTE CTRI CS & ACOUS ) T(0PTI CS
文 章 编 号 : 0 4 2 7 ( 0 8 0 —0 3 0 1 0 —4 4 2 0 ) 10 9 —3
信 号在产 生 、 输 及 接 收 过程 中 , 免会 受 到 传 难 噪 声污染 , 因此为 了后续 更高 层次 的处理 , 噪在信 去
号 处理 中是必不 可少 的一个 环节 。小波 分析是 一种
基 于 改进 阈值 函数 的小 波域 去 噪算 法 的研 究
陶红 艳 ,秦 华 峰! ,余 成 波
( . 庆 工 学 院 重 庆 汽 车学 院 , 庆 4 0 5 . 庆 工 学 院 远 程 测 试 与 控 制技 术 研 究 所 , 庆 4 0 5 ) 1重 重 0 0 02 重 重 0 0 0
a dI M . o n tn , e t r s odf n t ni p o o e . i n w h e h ligf n t nh sma ya v na e v r n . J h so e an w h e h l u ci s r p sd Ths e t rs odn u ci a n d a tg so e o o
g i h n t of nd ha d t s ol ng ans t a he s ta r hm h di me hod nd mba e he a va t ge f t e t s a e dis t d n a s o h wa e e hr s ol n ii v l tt e h d de o sng m eho o ef ly. t d m r ul
s o t a h si r v d me h d i e f ci e i e v n ien ie. n i e e t rRMS e f r n e a d S h w h tt i mp o e t o s fe tv n r mo i g wh t o s a d gv sb te E p ro ma c n NR
Ab ta t s r c :Ba e he M ulia a y i a ee hr s ol n ig m e h h c s d on t t— n l ss w v lt t e h d de osn t od w ih putf war by D.L.Do n or d ho o
Ke r s y wo d :wa ee r n f r ; a d t r s o d n ; o 卜t r s o d n ; h e h l u c in v ltt a s o m h r — h e h l i g s f h e h l i g t r s o d f n t o
关 键 词 : 波 变 换 ; 阈值 去 噪 ; 阈 值 去 噪 ; 小 硬 软 阈值 函数
中 图分 类 号 : 9 1 7 TP 1 . 文献标识码 : A
Re e c f S g lDe ii g M e ho s d o n I p o e s a h o i na no s n t d Ba e n a m r v d