小波去噪c語(yǔ)言程序 - 全文

1、小波閾值去噪理論

小波閾值去噪就是對(duì)信號(hào)進(jìn)行分解，然后對(duì)分解后的系數(shù)進(jìn)行閾值處理，最后重構(gòu)得到去噪信號(hào)。該算法其主要理論依據(jù)是：小波變換具有很強(qiáng)的去數(shù)據(jù)相關(guān)性，它能夠使信號(hào)的能量在小波域集中在一些大的小波系數(shù)中;而噪聲的能量卻分布于整個(gè)小波域內(nèi)。因此，經(jīng)小波分解后，信號(hào)的小波系數(shù)幅值要大于噪聲的系數(shù)幅值。可以認(rèn)為，幅值比較大的小波系數(shù)一般以信號(hào)為主，而幅值比較小的系數(shù)在很大程度上是噪聲。于是，采用閾值的辦法可以把信號(hào)系數(shù)保留，而使大部分噪聲系數(shù)減小至零。小波閾值收縮法去噪的具體處理過(guò)程為：將含噪信號(hào)在各尺度上進(jìn)行小波分解，設(shè)定一個(gè)閾值，幅值低于該閾值的小波系數(shù)置為0，高于該閾值的小波系數(shù)或者完全保留，或者做相應(yīng)的“收縮（shrinkage）”處理。最后將處理后獲得的小波系數(shù)用逆小波變換進(jìn)行重構(gòu)，得到去噪后的信號(hào).

2、小波閾值去噪c語(yǔ)言程序

此程序是用于信號(hào)處理分析，突出奇異值的前段處理，對(duì)信號(hào)進(jìn)行小波包分解，用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，僅供參考。

#include

#defineLENGTH4096//信號(hào)長(zhǎng)度

#defineDB_LENGTH8//Daubechies小波基緊支集長(zhǎng)度

/******************************************************************

*　一維卷積函數(shù)

*　說(shuō)明：循環(huán)卷積，卷積結(jié)果的長(zhǎng)度與輸入信號(hào)的長(zhǎng)度相同

*　輸入?yún)?shù)：data［］，輸入信號(hào);core［］，卷積核;cov［］，卷積結(jié)果;

*n，輸入信號(hào)長(zhǎng)度;m，卷積核長(zhǎng)度。

******************************************************************/

/*voidCovlution（doubledata［］，doublecore［］，doublecov［］，intn，intm）

{

inti=0;

intj=0;

intk=0;

//將cov［］清零

for（i=0;i《n;i++）

{

cov［i］=0;

}

//前m/2+1行

i=0;

for（j=0;j《m/2;j++，i++）

{

for（k=m/2-j;k《m;k++）

{

cov［i］+=data［k-（m/2-j）］*core［k］;//k針對(duì)core［k］

}

for（k=n-m/2+j;k《n;k++）

{

cov［i］+=data［k］*core［k-（n-m/2+j）］;//k針對(duì)data［k］

}

//中間的n-m行

for（i=m/2;i《=（n-m）+m/2;i++）

{

for（j=0;j《m;j++）

{

cov［i］+=data［i-m/2+j］*core［j］;

}

//最后m/2-1行

i=（n-m）+m/2+1;

for（j=1;j《m/2;j++，i++）

{

for（k=0;k《j;k++）

{

cov［i］+=data［k］*core［m-j-k］;//k針對(duì)data［k］

}

for（k=0;k《m-j;k++）

{

cov［i］+=core［k］*data［n-（m-j）+k］;//k針對(duì)core［k］

}

//定義一個(gè)線性卷積

voidCovlution（doubledata［］，doublecore［］，doublecov［］，intn，intm）

{

inti=0;

intj=0;

intt=0;

//將cov［］清零

for（j=0;j《n+m-1;j++）

{

cov［j］=0;

}

for（j=0;j《m+n-1;j++）

{

if（j《=m-1）//前面m行

{

for（i=0，t=j;t》=0;i++，t--）

cov［j］+=data［i］*core［t］;

}

elseif（j《=n-1）//中間n-m行

{

for（i=j-m+1，t=m-1;t》=0;i++，t--）

cov［j］+=data［i］*core［t］;

}

else//后面m行

{

for（i=j-m+1，t=m-1;i《n;i++，t--）

cov［j］+=data［i］*core［t］;

}

/******************************************************************

*　一維小波變換函數(shù)

*　說(shuō)明：一維小波變換，只變換一次

*　輸入?yún)?shù)：input［］，輸入信號(hào);output［］，小波變換結(jié)果，包括尺度系數(shù)和

*　小波系數(shù)兩部分;temp［］，存放中間結(jié)果;h［］，Daubechies小波基低通濾波器系數(shù);

*　g［］，Daubechies小波基高通濾波器系數(shù);n，輸入信號(hào)長(zhǎng)度;m，Daubechies小波基緊支集長(zhǎng)度。

******************************************************************/

voidDWT1D_1（doubleinput［］，doubleoutput0［］，doubleoutput1［］，doubletemp［］，doubleh［］，

doubleg［］，intn，intm）

{

//doubletemp［LENGTH］={0};//？？？？？？？？？？？？？

inti=0;

//尺度系數(shù)和小波系數(shù)放在一起

Covlution（input，h，temp，n，m）;

for（i=0;i《n;i+=2）

{

output［i］=temp［i］;

}

Covlution（input，g，temp，n，m）;

for（i=1;i《n;i+=2）

{

output［i］=temp［i］;

}

//尺度系數(shù)和小波系數(shù)分開(kāi)

Covlution（input，h，temp，n，m）;

for（i=0;i《n+m-1;i+=2）

{

output0［i/2］=temp［i］;//尺度系數(shù)，進(jìn)行了2抽值，即尺度空間，低頻概貌部分

}

Covlution（input，g，temp，n，m）;

for（i=1;i《n+m-1;i+=2）

{

//output［i］=temp［i］;

output1［（i-1）/2］=temp［i］;//小波系數(shù)，已經(jīng)進(jìn)行了2抽取，即高頻細(xì)節(jié)部分

}

voidDWT1D_2（doubleinput［］，doubleAA2［］，doubleDA2［］，doubleAD2［］，doubleDD2［］，doubletemp0［］，doubletemp1［］，doubletemp［］，doubleh［］，

doubleg［］，intn，intm）

{

DWT1D_1（input，temp0，temp1，temp，h，g，n，m）;

inta1=（m+n）/2;

DWT1D_1（temp0，AA2，DA2，temp，h，g，a1，m）;

intd1=（n+m-4）/2;

DWT1D_1（temp1，AD2，DD2，temp，h，g，d1，m）;

}

voidDWT1D_3（doubleinput［］，doubleAAA3［］，doubleDAA3［］，doubleADA3［］，doubleDDA3［］，doubleAAD3［］，doubleDAD3［］，doubleADD3［］，doubleDDD3［］，

doubletemp0［］，doubletemp1［］，doubletemp2［］，doubletemp3［］，doubletemp00［］，doubletemp11［］，doubletemp［］，doubleh［］，doubleg［］，intn，intm）

{

DWT1D_2（input，temp0，temp1，temp2，temp3，temp00，temp11，temp，h，g，n，m）;

intaa2=（m+n）/4;

DWT1D_1（temp0，AAA3，DAA3，temp，h，g，aa2，m）;

intda2=（n+3*m-8）/4;

DWT1D_1（temp1，ADA3，DDA3，temp，h，g，da2，m）;

intad2=（n+3*m-4）/4;

DWT1D_1（temp2，AAD3，DAD3，temp，h，g，ad2，m）;

intdd2=（n+3*m-12）/4;

DWT1D_1（temp3，ADD3，DDD3，temp，h，g，dd2，m）;

}

voidmain（）

{

doubledata［LENGTH］;//輸入信號(hào)

doubletemp0［（LENGTH+DB_LENGTH）/4］;//先定義了一個(gè)中間結(jié)果

doubletemp1［（LENGTH+DB_LENGTH*3-8）/4］;

doubletemp2［（LENGTH+DB_LENGTH*3-4）/4］;

doubletemp3［（LENGTH+DB_LENGTH*3-12）/4］;

doubletemp00［（LENGTH+DB_LENGTH）/2］;

doubletemp11［（LENGTH+DB_LENGTH-4）/2］;

doubletemp［LENGTH+DB_LENGTH-1］;

doubleAAA3［（LENGTH+DB_LENGTH*5）/8］;//一維小波變換后的結(jié)果

doubleDAA3［（LENGTH+DB_LENGTH*5-16）/8］;

doubleADA3［（LENGTH+DB_LENGTH*7-8）/8］;

doubleDDA3［（LENGTH+DB_LENGTH*7-24）/8］;

doubleAAD3［（LENGTH+DB_LENGTH*7-4）/8］;

doubleDAD3［（LENGTH+DB_LENGTH*7-20）/8］;

doubleADD3［（LENGTH+DB_LENGTH*7-12）/8］;

doubleDDD3［（LENGTH+DB_LENGTH*7-28）/8］;

intaaa3=（LENGTH+DB_LENGTH*5）/8;//一維小波變換后的結(jié)果數(shù)組的長(zhǎng)度

intdaa3=（LENGTH+DB_LENGTH*5-16）/8;

intada3=（LENGTH+DB_LENGTH*7-8）/8;

intdda3=（LENGTH+DB_LENGTH*7-24）/8;

intaad3=（LENGTH+DB_LENGTH*7-4）/8;

intdad3=（LENGTH+DB_LENGTH*7-20）/8;

intadd3=（LENGTH+DB_LENGTH*7-12）/8;

intddd3=（LENGTH+DB_LENGTH*7-28）/8;

intn=0;//輸入信號(hào)長(zhǎng)度

intm=8;//Daubechies正交小波基長(zhǎng)度

inti=0;

chars［32］;//從txt文件中讀取一行數(shù)據(jù)

/*//DB3

staticdoubleh［］={.332670552950，.806891509311，.459877502118，-.135011020010，

-.085441273882，.035226291882};

staticdoubleg［］={.035226291882，.085441273882，-.135011020010，-.459877502118，

.806891509311，-.332670552950};

//DB4

staticdoubleh［］={0.2303778133088964，0.7148465705529154，0.6308807679398587，-0.0279837694168599，-0.1870348117190931，0.0308413818355607，0.0328830116668852，-0.0105974017850690};//h［］，Daubechies小波基低通濾波器系數(shù);

staticdoubleg［］={-0.0105974017850690，-0.0328830116668852，0.0308413818355607，0.1870348117190931，-0.0279837694168599，-0.6308807679398587，0.7148465705529154，-0.2303778133088964};//g［］，Daubechies小波基高通濾波器系數(shù)

//讀取輸入信號(hào)

FILE*fp;

FILE*fp0，*fp1，*fp2，*fp3，*fp4，*fp5，*fp6，*fp7;

fp=fopen（“heb1.txt”，“r”）;

if（fp==NULL）//如果讀取失敗

{

printf（“錯(cuò)誤！找不到要讀取的文件hea1.txt/n”）;

exit（1）;//中止程序

}

while（fgets（s，32，fp）！=NULL）//讀取長(zhǎng)度n要設(shè)置得長(zhǎng)一點(diǎn)，要保證讀到回車(chē)符，這樣指針才會(huì)定位到下一行？回車(chē)符返回的是零值？是，非數(shù)字字符經(jīng)過(guò)atoi變換都應(yīng)該返回零值

{

//fscanf（fp，“%d”，&data［count］）;//一定要有“&”啊！！！最后讀了個(gè)回車(chē)符！適應(yīng)能力不如atoi啊

data［n］=atof（s）;

n++;

}

//一維小波變換

//DWT1D（data，data_output，temp，h，g，n，m）;

DWT1D_3（data，AAA3，DAA3，ADA3，DDA3，AAD3，DAD3，ADD3，DDD3，

temp0，temp1，temp2，temp3，temp00，temp11，temp，h，g，n，m）;

//一維小波變換后的結(jié)果寫(xiě)入txt文件

fp0=fopen（“data_output_db4_aaa3.txt”，“w”）;

fp1=fopen（“data_output_db4_daa3.txt”，“w”）;

fp2=fopen（“data_output_db4_ada3.txt”，“w”）;

fp3=fopen（“data_output_db4_dda3.txt”，“w”）;

fp4=fopen（“data_output_db4_aad3.txt”，“w”）;

fp5=fopen（“data_output_db4_dad3.txt”，“w”）;

fp6=fopen（“data_output_db4_add3.txt”，“w”）;

fp7=fopen（“data_output_db4_ddd3.txt”，“w”）;

//打印一維小波變換后的結(jié)果

for（i=0;i《aaa3;i++）

{//if（i==0）

printf（“%s\n”，“AAA3”）;

printf（“%f\n”，AAA3［i］）;

fprintf（fp0，“%f\n”，AAA3［i］）;

//}

//else

//{

//printf（“%f\n”，AAA3［i］）;

//fprintf（fp0，“%f\n”，AAA3［i］）;

//}

}

for（i=0;i《daa3;i++）

{//if（i==0）

printf（“%s\n”，“DAA3”）;

printf（“%f\n”，DAA3［i］）;

fprintf（fp1，“%f\n”，DAA3［i］）;

//}

//else

//{

//printf（“%f\n”，DAA3［i］）;

//fprintf（fp1，“%f\n”，DAA3［i］）;

//}

}

for（i=0;i《ada3;i++）

{//if（i==0）

printf（“%s\n”，“ADA3”）;

printf（“%f\n”，ADA3［i］）;

fprintf（fp2，“%f\n”，ADA3［i］）;

//}

//else

//{

//printf（“%f\n”，ADA3［i］）;

//fprintf（fp2，“%f\n”，ADA3［i］）;

//}

}

for（i=0;i《dda3;i++）

{//if（i==0）

printf（“%s\n”，“DDA3”）;

printf（“%f\n”，DDA3［i］）;

fprintf（fp3，“%f\n”，DDA3［i］）;

//}

//else

//{

//printf（“%f\n”，DDA3［i］）;

//fprintf（fp3，“%f\n”，DDA3［i］）;

//}

}

for（i=0;i《aad3;i++）

{//if（i==0）

printf（“%s\n”，“AAD3”）;

printf（“%f\n”，AAD3［i］）;

fprintf（fp4，“%f\n”，AAD3［i］）;

//}

//else

//{

//printf（“%f\n”，AAD3［i］）;

//fprintf（fp4，“%f\n”，AAD3［i］）;

//}

}

for（i=0;i《dad3;i++）

{//if（i==0）

printf（“%s\n”，“DAD3”）;

printf（“%f\n”，DAD3［i］）;

fprintf（fp5，“%f\n”，DAD3［i］）;

//}

//else

//{

//printf（“%f\n”，DAD3［i］）;

//fprintf（fp5，“%f\n”，DAD3［i］）;

//}

}

for（i=0;i《add3;i++）

{//if（i==0）

printf（“%s\n”，“ADD3”）;

printf（“%f\n”，ADD3［i］）;

fprintf（fp6，“%f\n”，ADD3［i］）;

//}

//else

//{

//printf（“%f\n”，ADD3［i］）;

//fprintf（fp6，“%f\n”，ADD3［i］）;

//}

}

for（i=0;i《ddd3;i++）

{//if（i==0）

printf（“%s\n”，“DDD3”）;

printf（“%f\n”，DDD3［i］）;

fprintf（fp7，“%f\n”，DDD3［i］）;

//}

//else

//{

//printf（“%f\n”，DDD3［i］）;

//fprintf（fp7，“%f\n”，DDD3［i］）;

//}

}

//關(guān)閉文件

fclose（fp）;

fclose（fp0）;

fclose（fp1）;

fclose（fp2）;

fclose（fp3）;

fclose（fp4）;

fclose（fp5）;

fclose（fp6）;

fclose（fp7）;

}

/*runthisprogramusingtheconsolepauseroraddyourowngetch，system（“pause”）orinputloop*/

/*嘗試不對(duì)

doubleA1［（LENGTH+DB_LENGTH）/2］;

doubleD1［（LENGTH+DB_LENGTH）/2］;

inta1=（LENGTH+DB_LENGTH）/2;

intd1=（LENGTH+DB_LENGTH）/2;

doubleAA2［（LENGTH+DB_LENGTH）/4］;

doubleDA2［（LENGTH+DB_LENGTH）/4］;

inta2=（LENGTH+DB_LENGTH）/4;

intd2=（LENGTH+DB_LENGTH）/4;

doubleAAA3［（LENGTH+DB_LENGTH）/8］;

doubleDAA3［（LENGTH+DB_LENGTH）/8］;

inta3=（LENGTH+DB_LENGTH）/8;

intd3=（LENGTH+DB_LENGTH）/8;

doubleAAAA4［（LENGTH+DB_LENGTH）/16］;

doubleDAAA4［（LENGTH+DB_LENGTH）/16］;

Covlution（input，h，temp，n，m）;

for（i=0;i《n+m-2;i+=2）

{

A1［i/2］=temp［i］;//一層分解的低頻部分，進(jìn)行了2抽值，即尺度空間，低頻概貌部分

}

Covlution（input，g，temp，n，m）;

for（i=0;i《n+m-2;i+=2）

{

D1［i/2］=temp［i］;//一層分解的高頻部分，已經(jīng)進(jìn)行了2抽取，即高頻細(xì)節(jié)部分

}

Covlution（A1，h，temp，a1，m）;

for（i=0;i《a1+m-2;i+=2）

{

AA2［i/2］=temp［i］;//一層分解的低頻部分，進(jìn)行了2抽值，即尺度空間，低頻概貌部分

}

Covlution（A1，g，temp，a1，m）;

for（i=0;i《a1+m-2;i+=2）

{

DA2［i/2］=temp［i］;//一層分解的低頻部分，進(jìn)行了2抽值，即尺度空間，低頻概貌部分

}

Covlution（AA2，h，temp，a2，m）;

for（i=0;i《a2+m-2;i+=2）

{

AAA3［i/2］=temp［i］;//一層分解的低頻部分，進(jìn)行了2抽值，即尺度空間，低頻概貌部分

}

Covlution（AA2，g，temp，a2，m）;

for（i=0;i《a2+m-2;i+=2）

{

DAA3［i/2］=temp［i］;//一層分解的低頻部分，進(jìn)行了2抽值，即尺度空間，低頻概貌部分

}

Covlution（AAA3，h，temp，a3，m）;

for（i=0;i《a3+m-2;i+=2）

{

AAAA4［i/2］=temp［i］;//一層分解的低頻部分，進(jìn)行了2抽值，即尺度空間，低頻概貌部分

}

Covlution（AAA3，g，temp，a3，m）;

for（i=0;i《a3+m-2;i+=2）

{

DAAA4［i/2］=temp［i］;//一層分解的低頻部分，進(jìn)行了2抽值，即尺度空間，低頻概貌部分

}

for（i=0;i《4116;i++）

{

if（i《=259）

output［i］=AAAA4［i］;

elseif（i《=519）

output［i］=DAAA4［i-260］;

elseif（i《=1035）

output［i］=DAA3［i-520］;

elseif（i《=2064）

output［i］=DA2［i-1036］;

else

output［i］=DA2［i-2065］;

}

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