基于EMD-SVD的信号去噪算法

2024-03-28 04:20
文章标签 算法 信号 emd svd

本文主要是介绍基于EMD-SVD的信号去噪算法,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

一、代码原理

基于EMD-SVD的信号去噪算法结合了经验模态分解(EMD)和奇异值分解(SVD)两种技术,其原理如下:

1. **信号分解(EMD)**:

  - EMD是一种自适应的信号分解方法,它将信号分解为若干个固有模态函数(IMF),这些IMF代表了信号在不同频率上的成分。IMF的数量通常与信号中包含的频率成分数量相关。

  - 在EMD过程中,每个IMF都代表了信号在不同频率上的振荡,随着分解的进行,IMF的频率逐渐变化,从高频到低频。

2. **SVD去噪**:

  - 对每个IMF进行SVD分解,得到其奇异值分解形式。

  - 在SVD分解后,通过观察奇异值的大小,可以了解信号中的主要成分和噪声成分。一般来说,信号的主要成分会对应较大的奇异值,而噪声则对应较小的奇异值。

  - 为了去除噪声,可以通过设定一个阈值,将较小的奇异值置为零,从而抑制噪声对信号的影响。这个阈值可以根据奇异值的突变点来确定,突变点之后的奇异值可以被视为噪声,而突变点之前的奇异值则代表了信号的主要成分。

3. **重构信号**:

  - 将处理后的IMF重新组合成去噪后的信号。

  - 通过将去噪后的IMF相加,可以得到最终的去噪信号。

在该算法中,EMD主要负责信号的分解,将信号分解为IMF,而SVD则用于去除每个IMF中的噪声成分。通过结合这两种方法,可以有效地去除信号中的噪声,保留主要的信号成分。

二、代码流程图及代码效果图

1、代码流程图

2、代码效果图

% %EMD方法的测试脚本程序
clc;clear;close all
%% 1.模拟信号
%采样频率   %%采样间隔     %%采样点数
Fs=1000;    dt=1/Fs;      N=1000;
t=(1:N)*dt;
signal=sin(2*pi*50*t);
rng(100);sig_noise=signal+0.5*randn(1,N); %%加入噪声

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