МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
кафедра захисту інформації
Лабораторна робота №3
на тему: «ЗАСТОСУВАННЯ ХВИЛЬКОВОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ
ДЛЯ ОБРОБКИ СИГНАЛІВ»
з курсу «Цифрова обробка сигналів та зображень»
Мета роботи: ознайомитися зі змістом хвилькового перетворення, основними можливостями хвилькової обробки реалізованими в програмному пакеті MatLab, отримати навики розрахунку дискретного хвилькового перетворення, декомпозиції сигналу на апроксимуючі та деталізуючі складові, хвилькова очищення сигналів від шумів.
Завдання:
1. Ознайомитись з теоретичним матеріалом.
2. Скласти програму в середовищі MatLab згідно завдання.
2.1. Провести очищення сигналу від шуму з використанням хвилькового перетворення відповідно до завдання у табл. 2. Сигнал зберігається у файлі Lab_3_варіант у змінній signal.
Варіант
Тип вейвлету
Рівень
роз-кладу
Поріг
Тип
порогу
Масшта-бування
Сигнал
12
Симлета 6-порядку
3
minimaxi
жорсткий
Тип 1
Lab_3_12.mat
Лістинг програми:
load Lab_3_1; % Завантаження сигналу
tn = (0 : length(signal)-1); % вісь часу
w_name = 'sym6'; % тип вейвлету
Lev = 3; % рівень розкладу
type = ' minimaxi '; % поріг
[Lo_D, Hi_D, Lo_R, Hi_R] = wfilters(w_name); % розрах-к фільтрів декомпозиції і реконструкції
% розрахунок АЧХ фільтрів
[h_D, f] = freqz(Lo_D, 1, 0:0.001:1, 2);
h1_D = freqz(Hi_D, 1, 0:0.001:1, 2);
[h_R, f] = freqz(Lo_R, 1, 0:0.001:1, 2);
h1_R = freqz(Hi_R, 1, 0:0.001:1, 2);
figure(1); plot(f, abs(h_D), f, abs(h1_D)); grid on; % графік АЧХ фільтрів декомпозиції
figure(2); plot(f, abs(h_R), f, abs(h1_R)); grid on; % графік АЧХ фільтрів реконструкції
[C, L] = wavedec(signal, Lev, w_name); % хвилькова розклад сигналу
cA3 = appcoef(C, L, w_name, Lev); % добування коефіцієнтів апроксимації сА3
[cD3 cD2 cD1] = detcoef(C, L, [3 2 1]); % добування коефіцієнтів деталізації сD3, cD2, cD1
% Побудова графіків коефіцієнтів розкладу
figure(3); subplot(411); plot(cA3); grid on; xlim([0 L(1)-1]); ylabel('cA3');
subplot(412); plot(cD3); grid on; xlim([0 L(2)-1]); ylabel('cD3');
subplot(413); plot(cD2); grid on; xlim([0 L(3)-1]); ylabel('cD2');
subplot(414); plot(cD1); grid on; xlim([0 L(4)-1]); ylabel('cD1');
A3 = wrcoef('a', C, L, w_name, 3); % Обчислення апроксимуючої складової А3
D3 = wrcoef('d', C, L, w_name, 3); % Обчислення деталізуючої складової D3
D2 = wrcoef('d', C, L, w_name, 2); % Обчислення деталізуючої складової D2
D1 = wrcoef('d', C, L, w_name, 1); % Обчислення деталізуючої складової D1
L_sig = length(signal); % Розмірність сигналу
% Побудова графіків сигналу та його часових складових
figure(4); subplot(511); plot(signal); grid on; xlim([0 L_sig-1]); ylabel('S(n)');
subplot(512); plot(A3); grid on; xlim([0 L_sig-1]); ylabel('A3');
subplot(513); plot(D3); grid on; xlim([0 L_sig-1]); ylabel('D3');
subplot(514); plot(D2); grid on; xlim([0 L_sig-1]); ylabel('D2');
subplot(515); plot(D1); grid on; xlim([0 L_sig-1]); ylabel('D1');
% Оцінка рівня шуму деталізуючих коефіцієнтів
for ii = 1 : Lev
stdc(ii) = wnoisest(C, L, ii);
end;
% Обчислення порогу для кожного рівня
for ii = 1 : Lev
thr(ii) = thselect(detcoef(C, L, ii)/stdc(ii), type);
thr (ii) = thr(ii) * stdc(ii);
end;
% М’яке порогування коефіцієнтів cD1
for ii = 1 : length(cD1)
if (abs(cD1(ii)) < thr(1))
cD1(ii) = 0;
end;
end;
% М’яке порогування коефіцієнтів cD2
for ii = 1 : length(cD2)
if (abs(cD2(ii)) < thr(2))
cD2(ii) = 0;
end;
end;
% М’яке порогування коефіцієнтів cD3
for ii = 1 : length(cD3)
if (abs(cD3(ii)) < thr(3...
