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

7 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

12213. Определение порядка реакции окисления йодид-ионов ионами трехвалентного железа 30.92 KB
  Лабораторная работа №2 Тема: определение порядка реакции окисления йодидионов ионами трехвалентного железа. Цель: определить частные и общий кинетический порядок реакции Fe3I→Fe2I Использованные формулы: 1 где: n1 частный порядок реакции по ионам же
12214. Измерение электропроводности электролитов различной концентрации и определение температурного коэффициента электропроводности 230.5 KB
  Измерение электропроводности электролитов различной концентрации и определение температурного коэффициента электропроводности Цель работы: установить зависимость удельной и эквивалентной электропроводности электролита от концентрации и температуры. Определить т
12215. Определение константы скорости инверсии тростникового сахара (сахарозы) 185.5 KB
  Лабораторная работа: Определение константы скорости инверсии тростникового сахара сахарозы Цель работы: Ознакомиться с оптическим методом изучения кинетики реакции; определить порядок реакции по сахару и катализатору; определить средние константы скор
12216. Йодирование ацетона в кислой среде 33.62 KB
  Лабораторная работа №4 Йодирование ацетона в кислой среде. Цель работы: исследование кинетики реакции йодирования ацетона в кислой среде определение порядка реакции константы скорости реакции. Кинетические эксперименты позволя
12217. Определение чисел переноса в растворе серной кислоты 103 KB
  Определение чисел переноса в растворе серной кислоты. Какие процессы протекают на инертных электродах при электролизе раствора H2SO4 Что называют числом переноса и от каких факторов оно зависит Число переноса ионного компонента ti число граммэкв
12218. Определение электропроводности растворов различных концентраций и температурной зависимости константы диссоциации слабого электролита 35.5 KB
  Лабораторная работа Определение электропроводности растворов различных концентраций и температурной зависимости константы диссоциации слабого электролита. Цель: Определить Кд уксусной кислоты и изучить зависимость от температуры. Суть метода: Определение элект...
12219. Определение порядка реакции окисления йодид-ионов ионами трёхвалентного железа 92 KB
  Лабораторная работа №1 Определение порядка реакции окисления йодидионов ионами трёхвалентного железа. выполнил студент 3 курса 7 группы Криштафович А.В. Цель работы: определить частные порядки и общий кинетический порядок реакции 2Fe3 2I → 2Fe2 I2 в водном растворе...
12220. Кинетика каталитического разложения перекиси водорода 293 KB
  Лабораторная работа №2 Кинетика каталитического разложения перекиси водорода. выполнил студент 3 курса 7 группы Криштафович А.В. Цель работы: Определить порядок реакции константы скорости при двух температурах и вычислить энергию активации каталитического разл
12221. Оптический метод изучения кинетики реакции тростникового сахара (сахарозы) 95 KB
  В молекулах всех трёх сахаров содержатся ассиметрические атомы углерода, что делает эти вещества оптически активными. Водный раствор сахарозы вращает плоскость полимеризации проходящего света вправо, ратвор продуктов реакции влево