51130

Вейвлет-аналіз сигналів

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Мета роботи: дослідити відображення властивостей сигналів у вейвлет-скейлограмі; набути навичок реалізації вейвлет-перетворення сигналів у середовищі MatLAB

Украинкский

2014-02-06

914.01 KB

5 чел.

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Факультет електроніки

Лабораторна робота № 6

з дисципліни «Теорія сигналів»

«Вейвлет-аналіз сигналів»

Виконав:  студент 3-го курсу

групи ДП-92

 Лонтковський С.А.

Київ – 2011

Мета роботи: дослідити відображення властивостей сигналів у вейвлет-скейлограмі; набути навичок реалізації вейвлет-перетворення сигналів у середовищі MatLAB.

Порядок роботи

      1. Обрати материнські вейвлет-функції за варіантом з таблиці 1. Отримати та уяснити інформацію щодо обраної вейвлет-родини (функція waveinfo).Розрахувати значення вейвлет-функцій та масштабуючих функцій (якщо вони існують) побудувати їх графіки (функція wavefun). Сформувати вектор масштабних коефіцієнтів a=[.01:.02:.11 .2:.2:1 2:2:30].

      2. Сформувати вектор відліків часу тривалістю 5 с для частоти дискретизації 128 Гц. Сформувати сигнали ділянки синусоїди частотою 2, 2.5, 40, 100, 600, 600.5 Гц. З використанням материнських функцій згідно варіанту побудувати графік модулів вейвлет-коефіцієнтів (функція cwt), скейлограмму та тривимірний графік вейвлет-коефіцієнтів. Зробити висновки щодо скейлограми періодичних синусоїдальних функцій.

      3. Сформувати вектор відліків часу тривалістю 5 с для частоти дискретизації 128 Гц. Сформувати сигнали ділянки синусоїди частотою 40 Гц амплітудою 2 В, зашумленої випадковим сигналом з нульовим середнім

значенням, амплітудою 1 В, 2 В, 10 В. Побудувати спектрограми сигналів,зробити висновки щодо можливості визначити наявність синусоїдального сигналу в шумі.

      4. Сформувати вектор відліків часу тривалістю 10 с для частоти дискретизації 128 Гц. Сформувати сигнали ділянки синусоїди частотою 5 Гц амплітудою 3 В (S1) та 30 Гц амплітудою 1 В (S2). Сформувати на їх основі сигнал(тривалістю 5 с), що дорівнює сумі цих двох сигналів, та інший сигнал, який спочатку містить сигнал 2*S1, а потім сигнал 2*S2 (матиме тривалість 10 с). З використанням материнських функцій згідно варіанту побудувати скейлограму.Повторити для частот 15 та 16 Гц. Зробити висновки щодо можливості визначити

момент зміни частоти сигналу за скейлограмою.

      5. Сформувати вектор відліків часу тривалістю 10 с для частоти дискретизації 128 Гц. Сформувати сигнал ділянки синусоїди частотою 20 Гц. Створити розрив (вставити п’ять нульових відліків) в сигналі в момент часу 5 с. З використанням материнських функцій згідно варіанту побудувати скейлограмму. Зробити висновки щодо можливості часової локалізації моменту розриву в сигналі за скейлограмою.

     6*. Сформувати вектор відліків часу тривалістю 10 с для частоти дискретизації 128 Гц. Сформувати сигнал послідовності прямокутних імпульсів. З використанням материнських функцій згідно варіанту побудувати скейлограмму.

     7. Сформувати вектор відліків часу тривалістю 30 с для частоти дискретизації 128 Гц. Сформувати сигнал одиночного прямокутного імпульсу (функція rectpuls) для тривалості імпульсу 0.1, 1, 5 сек. (для величин зсуву

відносно початку відліку часу 0 та 5 с). З використанням материнських функцій згідно варіанту побудувати скейлограму. Зробити висновки.

    8. Побудувати скейлограму для сигналу, який складається з суми одиночного імпульсу та синусоїдального сигналу, а також для суми одиночного імпульсу, синусоїдального сигналу та випадкового сигналу. Зробити висновки.

    9. Сформувати випадкові сигнали з ненульовим та нульовим середніми значеннями тривалістю 10 с. З використанням материнських функцій згідно варіанту побудувати скейлограму.

   10. З використанням материнських функцій згідно варіанту побудувати скейлограму та тривимірний графік вейвлет-коефіцієнтів оцифрованих сигналів електрокардіограми, електроенцефалограми, прочитаної з файлу, а також ЕЕГ здорової та хворої людини, сигналів артеріального та внутрішньочерепного тиску

та плетизмограми.

   11. Побудувати скейлограму та тривимірний графік вейвлет-коефіцієнтів звукових сигналів, які отримані з різною частотою дискретизації.__

close all;

clear all;

clc;

 

%завдання 1-------------------------------------------

waveinfo('mexh');

waveinfo('sym');

[psi,x]=wavefun('mexh');

figure

plot(psi);

title('Материнська функція, Mexican hat')

[phi1,psi1,x]=wavefun('sym5');

figure

subplot(2,1,1);

plot(psi1);

title('Материнська функція, Sym')

subplot(2,1,2);

plot(phi1);

title('Функція масштабування, Sym')

 

%завдання 2-------------------------------------------

a=[.01:.02:.11 .2:.2:1 2:2:30];

T=5;

Fs=128;

t=[0:T/Fs:T-T/Fs];

fs = [2 2.5 40 100 600 600.5];

for i = 1:length(fs)

   s=sin(2*pi*fs(i)*t);

   figure

   c1=CWT(s, a, 'mexh','scal');

   figure

   c2=CWT(s, a, 'sym5','scal');

   figure

   subplot(1,2,1);

   c11=CWT(s, a, 'mexh','abslvl');colorbar

   title('Розклад модулів вейвлет-коефіцієнтів Mexican hat');

   subplot(1,2,2);

   c22=CWT(s, a, 'sym5','abslvl');colorbar

   title('Розклад модулів вейвлет-коефіцієнтів sym');

   figure

   subplot(1,2,1);

   cwt (s,a,'mexh','3Dplot');

   subplot(1,2,2);

   cwt (s,a,'sym5','3Dplot');

end;

 

%завдання 3-------------------------------------------

T=5;

a=[.01:.02:.11 .2:.2:1 2:2:30];

Fs=128;

t=[0:T/Fs:T-T/Fs];

s=2*sin(2*pi*40*t);

A=[1 2 10];

for i=1:length(A)

   N=A(i)*rand(size(s))-0.5;

   sN=s+N;

   figure

   c1=CWT(sN, a, 'mexh','scal');

   figure

   c2=CWT(sN, a, 'sym5','scal');

end;

 

%завдання 4-------------------------------------------

T=10;

a=[.01:.02:.11 .2:.2:1 2:2:30];

Fs=128;

t=[0:T/Fs:T-T/Fs];

F=[5 15 30 16];

for i=1:2

   s1=sin(2*pi*F(i)*t);

   s2=sin(2*pi*F(i+2)*t);

   s3=s1+s2;

   s4=[s1 s2];

   figure

   c1=CWT(s3, a, 'mexh','scal');

   figure

   c2=CWT(s3, a, 'sym5','scal');

   figure

   c11=CWT(s4, a, 'mexh','scal');

   figure

   c22=CWT(s4, a, 'sym5','scal');

end;

 

%завдання 5-------------------------------------------

T=10;

Fs=128;

t=[0:1/Fs:T-1/Fs];

f=[0:1/T:Fs-1/T];

s=sin(2*pi*20*t);

a=[.01:.02:.11 .2:.2:1 2:2:30];

figure

cwt(s,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(s,a,'mexh','plot'); colorbar

for i=2:length(t)

   t(i)=t(i-1)+1/Fs;

   if(fix(t(i))==5)

       for k=i:i+5

       s(k)=0;

       end;

        break;

   end;

end;

figure

cwt(s,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(s,a,'mexh','plot'); colorbar

 

%завдання 7-------------------------------------------

Fs=128;

T=30;

t=[0:1/Fs:T-1/Fs];

F=[0.1 1 10 ];

a=[.01:.02:.11 .2:.2:1 2:2:30];

ts=0;

for i=1:length(F)

   s=rectpuls(t-ts,F(i));

   figure;

   cwt(double(s), a, 'sym5', 'plot'); colorbar

   figure;

   cwt(double(s), a, 'mexh', 'plot'); colorbar

end;

 

%завдання 8-------------------------------------------

Fs=128;

a=[.01:.02:.11 .2:.2:1 2:2:30];

T=30;

t=[0:1/Fs:T-1/Fs];

s1=sin(2*pi*t*20);

s2=rectpuls(t,5);

s3=randn(1,length(t));

s4=s1+s2;

s5=s1+s2+s3;

figure

cwt(s4,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(s5,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(s4,a,'mexh','plot'); colorbar

figure

cwt(s5,a,'mexh','plot'); colorbar

 

%завдання 9-------------------------------------------

Fs=128;

a=[.01:.02:.11 .2:.2:1 2:2:30];

T=10;

t=[0:1/Fs:T-1/Fs];

s1=randn(1,length(t));

s2=rand(size(t))-0.5;

figure

cwt(s1,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(s2,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(s1,a,'mexh','plot'); colorbar

figure

cwt(s2,a,'mexh','plot'); colorbar

 

%завдання 10------------------------------------------

fs=128;

T=10;

a=[.01:.02:.11 .2:.2:1 2:2:30];

%--------------------------------------------------

EKG=fopen('vavreschuk','r');

R1=fread(EKG,'int16');

figure

cwt(R1,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(R1,a,'sym5','3Dplot');

%--------------------------------------------------

load eeg_healthy_10

figure

cwt(sig,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(sig,a,'sym5','3Dplot');

%--------------------------------------------------

load eeg_sick_10

figure

cwt(sig,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(sig,a,'sym5','3Dplot');

%--------------------------------------------------

EKG=fopen('rec_20110922_162251_7_Walenko.bin','r');

R=fread(EKG,[9,inf],'int16');

figure

cwt(R,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(R,a,'sym5','3Dplot');

 

%завдання 11------------------------------------------

a=[.01:.02:.11 .2:.2:1 2:2:30];

[zapz1,fs1,bits1]=wavread('44.1kHz.wav');

[zapz2,fs2,bits2]=wavread('8kHz.wav');

figure

cwt(zapz1,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(zapz1,a,'sym5','3Dplot');

figure

cwt(zapz2,a,'sym5','plot'); colorbar

figure

cwt(zapz2,a,'sym5','3Dplot');

 

Графіки

1)Пункт

2)Пункт

3)Пункт

4)Пункт

5)Пункт

7)Пункт

8)Пункт

9)Пункт

10)Пункт

11)Пункт


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57509. Групи слів за значенням (синоніми, антоніми, омоніми, пароніми) 35.5 KB
  Скласти речення до кожної групи слів. Синоніми допомагають точніше висловлювати думку уникнути повторення однакових або співзвучних слів. З одним із слів скласти речення.
57510. Іменники-синоніми. Іменники-антоніми. Багатозначні слова 35 KB
  Мета: удосконалювати вміння вживати в мовленні іменники-синоніми антоніми як засіб увиразнення мовивміти застосовувати в мовленні багатозначні словарозвивати і збагачувати мовлення дітей виховувати інтерес до рідної мови.
57511. Омоніми 91 KB
  Мета: дати учням поняття про омоніми, формувати вміння визначати омоніми в реченнях, пояснювати їхнє лексичне значення, доречно вживати їх у мовленні; удосконалювати орфографічні та пунктуаційні навички.
57513. Слово. Значення слова 230.5 KB
  Мета: закріплювати знання про пряме і переносне значення слів багатозначність слова синоніми і антоніми удосконалювати навички користування фразеологізмами; збагачувати словниковий запас розвивати творче мислення та мовлення учнів...
57514. Соціально-економічний розвиток українських земель у І половині ХVІІ століття 41.5 KB
  Мета: розглянути процес зростання магнатського землеволодіння, зростання міст; розвивати вміння узагальнювати матеріал; виховувати інтерес до предмету.
57515. Реформи адміністративно-полiтичного управління 60—70-х років ХІХ ст. у підросійській Україні 91 KB
  Реформи адміністративнополiтичного управління 60 70х років ХІХ ст.у Російській імперії розуміти значення та наслідки перетворень для українського народу аналізувати історичні події та давати характеристику історичним постатям того часу; розвивати історичне мислення учнів та вміння порівнювати реформи минулого з сучасними перетвореннями сприяти критичному осмисленню минулого...
57516. Наш край у I половині ХІХ століття 82 KB
  Мета уроку: Сприяти оволодінню учнями програмовим матеріалом із визначеної теми Самостійно структурувати зміст уроку, складати опорний конспект, аналізувати та узагальнювати історичні факти, визначати зв’зки між ними, їх причини, сутність, наслідки та значення.
57517. Внутрішня і зовнішня політика Павла Скоропадського 37.5 KB
  Внутрішня і зовнішня політика Павла Скоропадського. Як гетьман ставився до української національної справи 29 квітня 1918останній день правління УЦР і початок правління гетьманату Скоропадського. Саме так одним з факторів приходу Скоропадського до влади стала підтримка з боку окупаційних військ.