小波包变换 matlab
matlab小波变换信号分离

MATLAB小波变换(Wavelet Transform)是一种常用的信号处理工具,可用于信号的时频分析,特征提取和信号分离等应用。
本文将对MATLAB小波变换进行详细介绍,并利用其进行信号分离的实际应用。
1. 小波变换原理MATLAB小波变换是一种多尺度分析方法,通过将信号分解为不同频率和尺度的小波基函数,能够揭示信号的时频特性。
其原理是利用小波基函数对信号进行分解和重构,从而实现对信号的时频分析和特征提取。
2. MATLAB小波变换工具MATLAB提供了丰富的小波分析工具包,包括小波变换函数、小波滤波器设计函数等,能够方便地进行信号的小波分解和重构。
利用MATLAB小波变换工具,可以对信号进行多尺度分析,揭示信号中的细节和特征信息。
3. 信号分离应用利用MATLAB小波变换,可以实现对混合信号的分离和去噪。
在实际应用中,经常遇到多个信号叠加在一起的情况,通过小波变换可以将这些混合信号分解为各自的成分,从而实现信号的分离和分析。
4. 实例分析接下来,我们通过一个实际的示例来演示MATLAB小波变换在信号分离中的应用。
假设我们有两个信号叠加在一起,分别是正弦信号和方波信号。
我们首先使用MATLAB将这两个信号混合在一起,然后利用小波变换对其进行分析和分离。
我们使用MATLAB生成正弦信号和方波信号,并将它们叠加在一起。
利用小波变换将这两个信号进行分解,得到它们各自的小波系数。
我们根据小波系数重构出原始信号的各个成分,实现信号的分离和还原。
通过实例分析,我们可以看到MATLAB小波变换在信号分离中的有效性和实用性,能够帮助我们从混合信号中提取出感兴趣的成分,实现对信号的分析和处理。
5. 总结MATLAB小波变换是一种强大的信号处理工具,可以用于信号的时频分析、特征提取和信号分离等应用。
通过对小波变换原理和工具的详细介绍,以及实际的应用实例分析,我们深入理解了MATLAB小波变换在信号分离中的应用和优势。
Matlab实现小波变换

Matlab 实现小波变换MATLAB 小波变换 2010-01-11 20:513. 图像小波变换的 Matlab 实现函数 fft 、fft2 和 fftn 分析3.1 一维小波变换的 Matlab 实现(1 dwt 函数 Matlab功能:一维离散小波变换格式:[cA,cD]=dwt(X,'wname'[cA,cD]=dwt(X,Lo_D,Hi_D别可以实现一维、二维和 N 维 DFT说明:[cA,cD]=dwt(X,'wname' 使用指定的小波基函数 'wname' 对信号X 进行分解,cA 、cD 分别为近似分量和细节分量;[cA,cD]=dwt(X,Lo_D,Hi_D 使用指定的滤波器组 Lo_D、Hi_D 对信号进行分解。
(2 idwt 函数功能:一维离散小波反变换格式:X=idwt(cA,cD,'wname'X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_RX=idwt(cA,cD,'wname',L函数 fft 、fft2 和 fftn 分X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R,L说明:X=idwt(cA,cD,'wname' 由近似分量 cA 和细节分量 cD 经小波反变换重构原始信号 X 。
'wname' 为所选的小波函数X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R 用指定的重构滤波器 Lo_R 和 Hi_R 经小波反变换重构原始信号 X 。
X=idwt(cA,cD,'wname',L 和 X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R,L 指定返回信号 X 中心附近的 L 个点。
1. 离散傅立叶变换的 Matlab 实现3.2 二维小波变换的 Matlab 实现二维小波变换的函数别可以实现一维、二维和 N 维 DFT-------------------------------------------------函数名函数功能---------------------------------------------------dwt2 二维离散小波变换wavedec2 二维信号的多层小波分解idwt2 二维离散小波反变换 Matlabwaverec2 二维信号的多层小波重构wrcoef2 由多层小波分解重构某一层的分解信号upcoef2 由多层小波分解重构近似分量或细节分量1. 离散傅立叶变换的 Matlab 实现detcoef2 提取二维信号小波分解的细节分量appcoef2 提取二维信号小波分解的近似分量upwlev2 二维小波分解的单层重构1. 离散傅立叶变换的 Matlab 实现 dwtpet2 二维周期小波变换idwtper2 二维周期小波反变换-------------------------------------------------------------函数 fft 、fft2 和 fftn 分(1 wcodemat 函数功能:对数据矩阵进行伪彩色编码函数 fft 、fft2 和 fftn 分格式:Y=wcodemat(X,NB,OPT,ABSOLY=wcodemat(X,NB,OPTY=wcodemat(X,NBY=wcodemat(X说明:Y=wcodemat(X,NB,OPT,ABSOL 返回数据矩阵 X 的编码矩阵 Y ;NB 伪编码的最大值,即编码范围为 0~NB ,缺省值 NB =16;OPT 指定了编码的方式(缺省值为 'mat' ),即:别可以实现一维、二维和 N 维 DFT OPT ='row' ,按行编码OPT ='col' ,按列编码OPT ='mat' ,按整个矩阵编码函数 fft 、fft2 和 fftn 分ABSOL 是函数的控制参数(缺省值为 '1' ),即:ABSOL =0 时,返回编码矩阵ABSOL =1 时,返回数据矩阵的绝对值 ABS(X1. 离散傅立叶变换的 Matlab 实现(2 dwt2 函数功能:二维离散小波变换格式:[cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,'wname'[cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,Lo_D,Hi_D说明:[cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,'wname'使用指定的小波基函数 'wname' 对二维信号 X 进行二维离散小波变幻;cA ,cH,cV ,cD 分别为近似分量、水平细节分量、垂直细节分量和对角细节分量;[cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,Lo_D,Hi_D 使用指定的分解低通和高通滤波器 Lo_D 和 Hi_D 分解信号 X 。
小波变换matlab

小波变换是一种在信号和图像处理中广泛应用的工具。
在Matlab 中,你可以使用内置的函数来进行小波变换。
以下是一个基本的示例,显示了如何在Matlab中使用小波变换:
```matlab
首先,我们需要导入图像或者信号
I = imread('lena.bmp'); 导入图像
转换为灰度图像
I = rgb2gray(I);
使用'sym4'小波基进行小波分解
[C, S] = wavedec2(I, 1, 'sym4');
显示小波分解的结果
figure, wave2gray(C, S, -6);
```
在这个例子中,我们首先导入了图像,然后将其转换为灰度图像。
接着,我们使用`wavedec2`函数和`'sym4'`小波基进行小波分解。
最后,我们使用`wave2gray`函数显示小波分解的结果。
这只是使用Matlab进行小波变换的一个基本示例。
实际上,你
可以根据你的需求来选择不同的小波基(例如'haar'、'Daubechies'、'Symlet'、'Coiflet'等)以及进行不同级别的小波分解。
同时,Matlab也提供了其他的小波变换函数,例如`wavelet`和`wfilters`等,可以满足不同的需求。
MATLAB小波变换指令及其功能介绍(超级有用)(可编辑修改word版)

MATLAB 小波变换指令及其功能介绍1一维小波变换的 Matlab 实现(1)dwt 函数功能:一维离散小波变换格式:[cA,cD]=dwt(X,'wname')[cA,cD]=dwt(X,Lo_D,Hi_D)别可以实现一维、二维和 N 维DFT说明:[cA,cD]=dwt(X,'wname') 使用指定的小波基函数 'wname'对信号 X 进行分解,cA、cD 分别为近似分量和细节分量;[cA,cD]=dwt(X,Lo_D,Hi_D) 使用指定的滤波器组 Lo_D、Hi_D 对信号进行分解。
(2)idwt 函数功能:一维离散小波反变换格式:X=idwt(cA,cD,'wname')X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R)X=idwt(cA,cD,'wname',L)函数 fft、fft2 和 fftn 分X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R,L)说明:X=idwt(cA,cD,'wname') 由近似分量 cA 和细节分量 cD 经小波反变换重构原始信号 X 。
'wname' 为所选的小波函数X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R) 用指定的重构滤波器 Lo_R 和Hi_R 经小波反变换重构原始信号 X 。
X=idwt(cA,cD,'wname',L) 和 X=idwt(cA,cD,Lo_R,Hi_R,L) 指定返回信号 X 中心附近的 L 个点。
2二维小波变换的 Matlab 实现二维小波变换的函数别可以实现一维、二维和 N 维 DFT函数名函数功能dwt2 二维离散小波变换wavedec2 二维信号的多层小波分解idwt2 二维离散小波反变换waverec2 二维信号的多层小波重构wrcoef2 由多层小波分解重构某一层的分解信号upcoef2 由多层小波分解重构近似分量或细节分量detcoef2 提取二维信号小波分解的细节分量appcoef2 提取二维信号小波分解的近似分量upwlev2 二维小波分解的单层重构dwtpet2 二维周期小波变换idwtper2 二维周期小波反变换(1)wcodemat 函数功能:对数据矩阵进行伪彩色编码函数 fft、fft2 和 fftn 分格式:Y=wcodemat(X,NB,OPT,ABSOL)Y=wcodemat(X,NB,OPT)Y=wcodemat(X,NB)Y=wcodemat(X)说明:Y=wcodemat(X,NB,OPT,ABSOL) 返回数据矩阵 X 的编码矩阵Y ;NB 伪编码的最大值,即编码范围为 0~NB,缺省值 NB=16;OPT 指定了编码的方式(缺省值为 'mat'),即:别可以实现一维、二维和 N 维 DFTOPT='row' ,按行编码OPT='col' ,按列编码OPT='mat' ,按整个矩阵编码函数 fft、fft2 和 fftn 分ABSOL 是函数的控制参数(缺省值为 '1'),即: ABSOL=0 时,返回编码矩阵ABSOL=1 时,返回数据矩阵的绝对值 ABS(X)1. 离散傅立叶变换的 Matlab 实现(2)dwt2 函数功能:二维离散小波变换格式:[cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,'wname')[cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,Lo_D,Hi_D)说明:[cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,'wname')使用指定的小波基函数'wname' 对二维信号 X 进行二维离散小波变幻;cA,cH,cV,cD 分别为近似分量、水平细节分量、垂直细节分量和对角细节分量;[cA,cH,cV,cD]=dwt2(X,Lo_D,Hi_D) 使用指定的分解低通和高通滤波器 Lo_D 和 Hi_D 分解信号 X 。
小波变换 matlab

小波变换 matlab
沃兹·费莱特斯(Wavelet Toolbox)是MATLAB中常用的小波变换工具箱之一。
小波变换是一种基于信号分解和逼近的方法,它可以将信号分解成不同频率的小波系数。
这种变换在信号处理、数据分析和图像处理等领域具有广泛的应用。
MATLAB中的小波变换工具箱提供了丰富的函数和工具,可以进行小波分析、小波变换、小波重构等操作。
通过使用这些函数,我们可以实现信号的变换、滤波、降噪以及频域分析等操作。
同时,工具箱还提供了可视化界面,帮助用户更直观地进行小波分析和处理。
要进行小波变换,我们需要先将信号进行小波分解,得到小波系数。
然后,可以对这些小波系数进行进一步的处理,如滤波、阈值处理等。
最后,通过小波重构,我们可以将处理后的小波系数合成为重构信号。
MATLAB中的小波变换工具
箱提供了方便的函数和工具,帮助用户完成这些操作。
使用MATLAB进行小波变换,首先需要安装Wavelet Toolbox。
安装完成后,
我们可以使用相关函数,比如wavemngr、wavelet、wfilters等,来管理小波和滤波器,选择适合我们应用场景的小波基函数和滤波器。
在小波变换的过程中,我们还可以对小波系数进行阈值处理,用于信号降噪。
具体可以使用函数wden和wdencmp来实现具体的阈值处理方法,如Hard、Soft
和Rigour等。
总之,通过MATLAB中的小波变换工具箱,我们能够方便地进行小波分析和
处理,实现信号的变换、分析和降噪等操作。
这为我们在信号处理领域带来了很
大的便利和效益。
小波变换 函数 matlab

小波变换函数 matlab小波变换是一种信号处理方法,可以将信号分解成不同尺度的频谱成分。
它在许多领域中得到广泛的应用,如图像处理、音频处理、压缩编码等。
在Matlab中,我们可以使用小波变换函数来实现对信号的分析和处理。
我们需要了解小波变换的基本原理。
小波变换利用一组基函数,即小波函数,将信号分解成不同频率和不同时间的成分。
小波函数具有局部性和多尺度性的特点,可以更好地描述非平稳信号。
与傅里叶变换相比,小波变换能够提供更加详细的时间和频率信息。
在Matlab中,可以使用wavelet函数进行小波变换。
首先,我们需要选择合适的小波基函数和尺度。
常用的小波函数有Daubechies、Haar、Symlets等,每种小波函数都有不同的特性。
在选择小波基函数时,需要根据信号的特点和需求进行选择。
然后,我们可以使用wavedec函数对信号进行小波分解。
wavedec 函数将信号分解成不同尺度的频谱成分,并返回每个尺度的系数和小波基函数。
通过调整分解的尺度,可以得到不同精度的频谱信息。
接下来,我们可以使用waverec函数对分解后的信号进行重构。
waverec函数将小波系数和小波基函数作为输入,将信号重构回原始信号。
通过调整重构的尺度,可以得到不同精度的信号重构结果。
除了信号的分解和重构,小波变换还可以用于信号的去噪和压缩编码。
通过对小波系数的处理,可以去除信号中的噪声成分,提高信号的质量。
同时,由于小波变换具有多尺度分析的能力,可以对信号进行压缩编码,减小信号的存储空间。
在Matlab中,除了wavelet函数外,还提供了丰富的小波变换工具箱。
这些工具箱包含了各种小波函数和小波变换算法,可以方便地进行信号的分析和处理。
同时,Matlab还提供了图形界面工具,可以通过可视化界面来进行小波变换的操作和参数调整。
总结起来,小波变换是一种重要的信号处理方法,在Matlab中有着丰富的函数和工具箱支持。
通过小波变换,我们可以分析信号的频谱成分,并进行信号的分解、重构、去噪和压缩编码等操作。
matlab morlet小波变换

在MATLAB中,Morlet小波变换可以通过使用内置的cwt函数来实现。
cwt函数用于执行连续小波变换,它支持多种小波类型,包括Morlet小波。
以下是一个示例代码,演示如何在MATLAB中执行Morlet小波变换:
matlab复制代码
% 创建一个信号
x = sin(2 * pi * 10 * (0:0.01:1)) + randn(size(0:0.01:1));
% 定义Morlet小波的参数
scales = logspace(-1, 2, 128); % 尺度范围
waveletName = 'morl'; % 小波名称
% 执行Morlet小波变换
[cwtmatr, freqs] = cwt(x, scales, waveletName);
% 绘制结果
imagesc(freqs, 1:length(x), abs(cwtmatr));
colormap(jet);
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Time (s)');
title('Morlet Wavelet Transform');
在上述示例中,首先创建了一个包含噪声的正弦波信号。
然后,定义了Morlet小波的参数,包括尺度范围和小波名称。
接下来,使用cwt函数执行Morlet小波变换,并将结果存储在cwtmatr和freqs变量中。
最后,使用imagesc函数绘制了变换结果的图像。
请注意,cwt函数的参数可以根据需要进行调整,例如可以更改尺度范围、小波类型等。
haar小波变换matlab

haar小波变换matlab
在MATLAB中执行Haar小波变换(Haar wavelet transform)可以使用wavedec 和waverec函数。
这些函数能够对信号进行小波分解和重构。
下面是一个简单的例子,演示如何在MATLAB中执行Haar小波变换:
创建一个示例信号
x=[1 2 3 4 5 6 7 8];
执行一级Haar小波变换
level=1;
[c,l]=wavedec(x,level,'haar');
重构信号
x_reconstructed=waverec(c,l,'haar');
显示结果
disp('原始信号:');
disp(x);
disp('小波变换系数:');
disp(c);
disp('重构后的信号:');
disp(x_reconstructed);
在这个例子中,wavedec函数用于对信号x进行一级Haar小波分解,返回分解后的系数c和长度向量l。
然后,waverec函数使用这些系数和长度向量来重构原始信号。
可以根据自己的信号和需要,修改输入的信号x,调整小波变换的级别,或者尝试其他小波类型(不仅限于Haar小波)。
这些函数提供了灵活性,可以用于不同类型的信号处理和分析。
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wpt2=wpdec(s3,n,ji);
rcfs30=wprcoef(wpt2,[n,0]);
rcfs31=wprcoef(wpt2,[n,1]);
rcfs32=wprcoef(wpt2,[n,2]);
rcfs33=wprcoef(wpt2,[n,3]);
for j=1:2^n
text(x(j),p_node(i),num2str(p_node(j),'%0.2f'),...
'HorizontalAlignment','center',...
'VerticalAlignment','bottom')
end
end
Matlab小波包分解后如何求各频带信号的能量值?
for i=1:2^n
pthi(i)= E(i)/E_total;%求每个节点的概率
end
pthi
%%%%以下提取小波包重构信号的故障诊断
clc
clear
fs=12e3;
loadzhengchang.mat;%加载正常信号
load 98.mat;
s1=X098_FE_time(19001:1:20000,1);% 正常情况下驱动端数据
% s3=X283_FE_time(1:1:10000,1);% 滚动体故障情况下驱动端数据
% load fan_out_12.mat;%加载外圈12点位置故障信号
load out_12.mat;%加载外圈12点位置故障信号
load 158.mat;
s4=X158_DE_time(14001:1:15000,1);% 外圈12点位置情况下驱动端数据
cfs15=wpcoef(wpt,[n,5]);
cfs16=wpcoef(wpt,[n,6]);
cfs17=wpcoef(wpt,[n,7]);
wpt1=wpdec(s2,n,ji);
rcfs20=wprcoef(wpt1,[n,0]);
rcfs21=wprcoef(wpt1,[n,1]);
rcfs22=wprcoef(wpt1,[n,2]);
% E
% disp('小波包分解总能量E_total');
E_total=sum(E); %求总能量
for i=1:2^n
pfir(i)= E(i)/E_total;%求每个节点的概率
end
pfir
% load a1_1-2;
load k302_1-4;
% Data=filter(b,a,Data);
end
% E = wenergy(wpt); only get the last layer
figure;
x=1:2^n;
bar(x,p_node);
title(['第',num2str(n),'层']);
axis([0 2^n 0 100]);
xlabel('结点');
ylabel('能量百分比/%');
Data=Data-mean(Data);
Data=detrend(Data);
wpt2=wpdec(Data,n,wpname); %对数据进行小波包分解
for i=1:2^n %wpcoef(wpt1,[n,i-1])是求第n层第i个节点的系数
E(i)=norm(wpcoef(wpt2,[n,i-1]),2);%求第i个节点的范数平方,其实也就是平方和
rex3=wprcoef(wpt,[n 3]);
;
subplot(5,1,1);
plot(x);
title('原始信号');
subplot(5,1,2);
plot(rex0);
title(['重构结点 ',num2str(n) ' 1',' 系数'])
subplot(5,1,3);
plot(rex1);
subplot(5,1,3);
plot(cfs1);
title(['结点 ',num2str(n) ' 2',' 系数'])
subplot(5,1,4);
plot(cfs2);
title(['结点 ',num2str(n) ' 3',' 系数'])
subplot(5,1,5);
plot(cfs3);
wpt3=wpdec(Data,n,wpname); %对数据进行小波包分解
for i=1:2^n %wpcoef(wpt1,[n,i-1])是求第n层第i个节点的系数
E(i)=norm(wpcoef(wpt3,[n,i-1]),2);%求第i个节点的范数平方,其实也就是平方和
end
E_total=sum(E); %求总能量
% s1=X098_FE_time(1:1:10000,1);% 正常情况下驱动端数据
load in.mat;%加载内圈故障信号
% load fan_in.mat;%加载风扇端内圈故障信号
load 106.mat;
s2=X106_DE_time(19001:1:20000,1);% 内圈故障信号情况下驱动端数据
% Plot wavelet packet tree (binary tree)
plot(wpt)
%% wavelet packet coefficients.default:use the front 4.
cfs0=wpcoef(wpt,[n 0]);
cfs1=wpcoef(wpt,[n 1]);
E(1:2^n )=0;
for i=1:2^n
E(i) = norm(wpcoef(wpt,[n,i-1]),2)^2; %20180604更新 原代码:E(i) = norm(wpcoef(wpt,[n,i-1]),2)
end
%求每个节点的概率
E_total=sum(E);
for i=1:2^n
p_node(i)= 100*E(i)/E_total;
小波包分解与重构
function wpt= wavelet_packetdecomposition_reconstruct( x,n,wpname )
%% 对信号进行小波包分解,得到节点的小波包系数。然后对每个节点系数进行重构。
% Decompose x at depth n with wpname wavelet ing Shannon entropy.
wpt1=wpdec(Data,n,wpname); %对数据进行小波包分解
for i=1:2^n %wpcoef(wpt1,[n,i-1])是求第n层第i个节点的系数
E(i)=norm(wpcoef(wpt1,[n,i-1]),2);%求第i个节点的范数平方,其实也就是平方和
end
% disp('每个节点的能量E(i)');
% s4=X305_FE_time(1:1:10000,1);% 外圈12点位置情况下驱动端数据
n=3;
ji='db5';
wpt=wpdec(s1,n,ji);%使用db5小波包分解正常信号到底三层,使用shannon熵
% plot(wpt);
rcfs10=wprcoef(wpt,[n,0]);%利用相应的频段进行重构
end
能量谱函数
function E = wavelet_energy_spectrum( wpt,n )
%% 计算每一层每一个节点的能量
% wpt-wavelet packet tree
% n-第n层能量
%
% Author hubery_zhang
% Date 20170714
%%
% 求第n层第i个节点的系数
cfs32=wpcoef(wpt2,[n,2]);
cfs33=wpcoef(wpt2,[n,3]);
cfs34=wpcoef(wpt2,[n,4]);
cfs35=wpcoef(wpt2,[n,5]);
cfs36=wpcoef(wpt2,[n,6]);
cfs37=wpcoef(wpt2,[n,7]);
clear;
clc;
n=3;
wpname='db3';
% [b,a]=butter(8,[5/100 99/100]);
% load a1_1-1;
load k301_1-4;
% Data=filter(b,a,Data);
Data=Data-mean(Data);
Data=detrend(Data);
rcfs11=wprcoef(wpt,[n,1]);
rcfs12=wprcoef(wpt,[n,2]);
rcfs13=wprcoef(wpt,[n,3]);
rcfs14=wprcoef(wpt,[n,4]);
rcfs15=wprcoef(wpt,[n,5]);
rcfs16=wprcoef(wpt,[n,6]);
title(['重构结点 ',num2str(n) ' 2',' 系数'])
subplot(5,1,4);
plot(rex2);
title(['重构结点 ',num2str(n) ' 3',' 系数'])
subplot(5,1,5);
plot(rex3);
title(['重构结点 ',num2str(n) ' 4',' 系数'])