小波阈值去噪及MATLAB仿真

小波图像去噪及matlab实例图像去噪图像去噪是信号处理的一个经典问题，传统的去噪方法多采用平均或线性方法进行，常用的是维纳滤波，但是去噪效果不太好（维纳滤波在图像复原中的作用）。

小波去噪随着小波理论的日益完善，其以自身良好的时频特性在图像去噪领域受到越来越多的关注，开辟了用非线性方法去噪的先河。

具体来说，小波能够去噪主要得益于小波变换有如下特点：（1）低熵性。

小波系数的稀疏分布，使图像变换后的熵降低。

意思是对信号（即图像）进行分解后，有更多小波基系数趋于0（噪声），而信号主要部分多集中于某些小波基，采用阈值去噪可以更好的保留原始信号。

（2）多分辨率特性。

由于采用了多分辨方法，所以可以非常好地刻画信号的非平稳性，如突变和断点等（例如0-1突变是傅里叶变化无法合理表示的），可以在不同分辨率下根据信号和噪声的分布来消除噪声。

（3）去相关性。

小波变换可对信号去相关，且噪声在变换后有白化趋势，所以小波域比时域更利于去噪。

（4）基函数选择灵活。

小波变换可灵活选择基函数，也可根据信号特点和去噪要求选择多带小波和小波包等（小波包对高频信号再次分解，可提高时频分辨率），对不同场合，选择不同小波基函数。

根据基于小波系数处理方式的不同，常见去噪方法可分为三类：（1）基于小波变换模极大值去噪（信号与噪声模极大值在小波变换下会呈现不同变化趋势）（2）基于相邻尺度小波系数相关性去噪（噪声在小波变换的各尺度间无明显相关性，信号则相反）（3）基于小波变换阈值去噪小波阈值去噪是一种简单而实用的方法，应用广泛，因此重点介绍。

阈值函数选择阈值处理函数分为软阈值和硬阈值，设w是小波系数的大小，wλ是施加阈值后小波系数大小，λ为阈值。

（1）硬阈值当小波系数的绝对值小于给定阈值时，令其为0，而大于阈值时，保持其不变，即：（2）软阈值当小波系数的绝对值小于给定阈值时，令其为0，大于阈值时，令其都减去阈值，即：如下图，分别是原始信号，硬阈值处理结果，软阈值处理结果。

MATLAB小波变换信号去噪引言小波变换是一种多尺度分析方法，广泛应用于信号处理领域。

由于小波变换具有良好的时频局部性质，可以将信号分解为不同频率和时间分辨率的成分，因此被广泛应用于信号去噪领域。

本文将介绍如何使用MATLAB进行小波变换信号去噪的方法。

MATLAB中的小波变换在MATLAB中，可以使用Wavelet Toolbox中的wavedec函数进行小波分解，使用wrcoef函数进行重构。

具体步骤如下：1.导入待处理的信号数据。

2.选择适当的小波基函数和分解层数。

3.使用wavedec函数对信号进行小波分解，得到分解系数。

4.根据阈值方法对分解系数进行去噪处理。

5.使用wrcoef函数对去噪后的分解系数进行重构，得到去噪后的信号。

6.分析去噪效果并进行评估。

下面将逐步详细介绍这些步骤。

选择小波基函数和分解层数小波基函数的选择在小波分析中非常重要，不同的小波基函数适用于不同类型的信号。

常用的小波基函数有Daubechies小波、Haar小波、db2小波等。

根据信号的特点和分析需求，选择合适的小波基函数是非常重要的。

在MATLAB中，可以使用wname函数查看支持的小波基函数。

可以通过比较不同小波基函数的性能指标来选择合适的小波基函数。

常见的性能指标包括频率局部化、时频局部化和误差能量。

选择分解层数时，需要根据信号的特点和噪声的程度来决定。

一般而言，分解层数越高，分解的细节系数越多，信号的时间分辨率越高，但运算量也会增加。

小波分解使用wavedec函数对信号进行小波分解。

函数的输入参数包括待分解的信号、小波基函数名称和分解层数。

函数输出包括近似系数和细节系数。

[C, L] = wavedec(x, level, wname);其中，x是待分解的信号，level是分解层数，wname是小波基函数名称。

C是包含近似系数和细节系数的向量，L是分解的长度信息。

根据分解层数，可以将分解系数划分为不同频带的系数。

完整版)小波变换图像去噪MATLAB实现本论文旨在研究数字图像的滤波去噪问题，以提高图像质量。

数字图像处理(Digital Image Processing。

DIP)是指用计算机辅助技术对图像信号进行处理的过程。

DIP技术在医疗、艺术、军事、航天等图像处理领域都有着十分广泛的应用。

然而，图像的采集、获取、编码和传输的过程中，都存在不同程度被各种噪声所“污染”的现象。

如果图像被污染得比较严重，噪声会变成可见的颗粒形状，导致图像质量的严重下降。

因此，通过一些卓有成效的噪声处理技术后，尽可能地去除图像噪声，有利于进一步的对图像进行如特征提取、信号检测和图像压缩等处理。

小波变换处理应用于图像去噪外，在其他图像处理领域都有着十分广泛的应用。

小波定义为对给定函数局部化的新领域，小波可由一个定义在有限区域的函数Ψ(x)来构造，Ψ(x)称为母小波，或者叫做基本小波。

一组小波基函数，{Ψa,b(x)}，可以通过缩放和平移基本小波来生成。

当a=2j和b=ia的情况下，一维小波基函数序列定义为Ψi,j(x)=2-j2Ψ2-jx-1.函数f(x)以小波Ψ(x)为基的连续小波变换定义为函数f(x)和Ψa,b(x)的内积。

在频域上有Ψa,b(x)=ae-jωΨ(aω)。

因此，本论文以小波变换作为分析工具处理图像噪声，研究数字图像的滤波去噪问题，以提高图像质量。

当绝对值|a|减小时，小波函数在时域的宽度会减小，但在频域的宽度会增大，同时窗口中心会向|ω|增大的方向移动。

这说明连续小波的局部变化是不同的，高频时分辨率高，低频时分辨率低，这是小波变换相对于___变换的优势之一。

总的来说，小波变换具有更好的时频窗口特性。

噪声是指妨碍人或相关传感器理解或分析图像信息的各种因素。

噪声通常是不可预测的随机信号。

由于噪声在图像输入、采集、处理和输出的各个环节中都会影响，特别是在输入和采集中，噪声会影响整个图像处理过程，因此抑制噪声已成为图像处理中非常重要的一步。

小波阈值去噪matlab程序小波阈值去噪是一种常用的信号处理方法，可以在Matlab中使用Wavelet Toolbox来实现。

下面是一个简单的小波阈值去噪的Matlab程序示例：matlab.% 生成含有噪声的信号。

t = 0:0.001:1;y = sin(2pi100t) + randn(size(t));% 进行小波阈值去噪。

wname = 'db4'; % 选择小波基函数。

level = 5; % 选择分解的层数。

noisySignal = wdenoise(y, 'DenoisingMethod','UniversalThreshold', 'ThresholdRule', 'Soft', 'Wavelet', wname, 'Level', level);% 绘制结果。

figure.subplot(2,1,1)。

plot(t,y)。

title('含噪声信号')。

subplot(2,1,2)。

plot(t,noisySignal)。

title('去噪后信号')。

在这个示例中，首先生成了一个含有噪声的信号，然后使用`wdenoise`函数进行小波阈值去噪。

在`wdenoise`函数中，我们选择了小波基函数为db4，分解的层数为5，DenoisingMethod为UniversalThreshold，ThresholdRule为Soft。

最后绘制了含噪声信号和去噪后的信号。

需要注意的是，小波阈值去噪的具体参数选择和调整需要根据实际情况进行，上述示例仅供参考。

希望这个简单的示例可以帮助你开始在Matlab中实现小波阈值去噪。

matlab 小波变换软阈值小波变换软阈值是一种常用的信号处理技术，可以用于信号去噪和压缩。

在MATLAB中，可以使用wavethresh函数来实现小波变换软阈值处理。

首先，你需要使用wavedec函数对信号进行小波分解，得到小波系数。

然后，可以使用thselect函数来选择软阈值的阈值值。

最后，利用wdencmp函数对小波系数进行软阈值处理，实现信号的去噪或压缩。

在MATLAB中，你可以按照以下步骤来实现小波变换软阈值处理：1. 使用wavedec函数对信号进行小波分解，得到小波系数。

例如，[C,L] = wavedec(x,n,'wname')，其中x为输入信号，n为分解层数，'wname'为小波基名称。

2. 使用thselect函数来选择软阈值的阈值值。

例如，thr = thselect(C,'rigrsure')，这里选择了Rigorous sure阈值。

3. 利用wdencmp函数对小波系数进行软阈值处理。

例如，xd = wdencmp('gbl',C,L,'wname',n,thr,'s')，这里'gbl'表示全局阈值，'wname'为小波基名称，n为分解层数，'s'表示软阈值处理。

需要注意的是，在实际使用中，你需要根据具体的信号特点和处理需求来选择合适的小波基、分解层数和阈值选择方法。

另外，小波变换软阈值处理也涉及到阈值的选取和参数的调节，需要结合实际情况进行调试和优化。

总之，MATLAB提供了丰富的小波变换函数和工具，可以帮助你实现小波变换软阈值处理，从而对信号进行去噪和压缩。

希望这些信息能够帮助到你。

小波阈值滤波matlab代码小波阈值滤波是一种常用的信号处理方法，用于去除信号中的噪声。

在Matlab中，可以使用Wavelet Toolbox来实现小波阈值滤波。

以下是一个简单的小波阈值滤波的Matlab代码示例：```matlab% 加载信号load('signal.mat'); % 假设信号保存在signal.mat文件中 % 设置小波基和阈值wavelet = 'db4'; % 选择小波基level = 5; % 小波变换的层数threshold = 0.1; % 阈值% 对信号进行小波变换[c, l] = wavedec(signal, level, wavelet);% 计算阈值sigma = median(abs(c)) / 0.6745; % 用中值绝对偏差估计信号的标准差threshold = sigma * sqrt(2 * log(length(signal))); % 使用经验公式计算阈值% 应用阈值c_hat = wthresh(c, 's', threshold); % 确保小于阈值的系数被置为0% 重构信号signal_hat = waverec(c_hat, l, wavelet);% 绘制原始信号和滤波后的信号figure;subplot(2,1,1);plot(signal);title('原始信号');subplot(2,1,2);plot(signal_hat);title('滤波后的信号');```该代码首先加载了一个信号，然后设置了小波基和阈值。

接下来，通过使用`wavedec`函数对信号进行小波变换，得到小波系数和长度。

然后，通过计算阈值，使用`wthresh`函数对小波系数进行阈值处理，将小于阈值的系数置为0。

最后，通过使用`waverec`函数对处理后的小波系数进行重构，得到滤波后的信号。

小波去噪matlab代码以下是一段使用小波去噪的 Matlab 示例代码：% 载入待处理的信号，这里将代表信号命名为 Sload signal.mat% 将信号做小波变换，将小波变换结果保存在 A 中[C,L] = wavedec(S,4,'db4');A = wrcoef('a',C,L,'db4',4);% 计算小波图形的阈值，使用一个固定值或自适应阈值thr = 0.15; % 使用一个固定的阈值，可以根据实际情况调整% 定义阈值类型，默认使用定值阈值thresholdType = 's';% 根据阈值将 A 中的小波系数进行阈值处理switch thresholdTypecase 's' % 定值阈值A(abs(A) < thr) = 0;case 'h' % 硬阈值A = wthcoef('h',A,thr);case 's' % 软阈值A = wthcoef('s',A,thr);end% 将处理后的小波系数进行重构，得到去噪效果更好的信号S_denoise = waverec(A,L,'db4');% 显示原始信号和处理后的信号subplot(2,1,1)plot(S)title('Original Signal')subplot(2,1,2)plot(S_denoise)title('Denoised Signal')该代码载入一个信号，执行小波变换，然后使用固定阈值处理小波系数，最后通过逆小波变换方式重构信号。

在具体应用中，可以根据需要调整使用方法和阈值数值，以达到更好的去噪效果。

第4章医学图像小波去噪的MATLAB实现4.1 小波基的确定不同的小波基具有不同的时频特征，用不同的小波基分析同一个问题会产生不同的结果，故小波分析在应用中便存在一个小波基或小波函数的选取和优化问题。

我们在应用中要把握小波函数的特征，根据应用需要，选择合适的小波基。

在小波分析应用中要考查小波函数或小波基的连续性、正交性、对称性、消失矩、线性相位、时频窗口的中心和半径以及时频窗的面积等，这些特征关系到如何选择合适的小波基。

本节选取了一些常见的小波基，首先固定小波分解层数和阈值，然后改变小波基，运行结果。

通过计算峰值信噪比(PSNR)来判定哪个小波基对医学图像去噪效果好。

下表为不同小波基去噪前带噪图像的峰值信噪比（PSNR）和去噪后图像的峰值信噪比（PSNR），通过峰值信噪比对不同小波基的去噪效果进行评价，从而选出对图像去噪效果较好的小波基。

表4-1 不同小波基去噪后图像的峰值信噪比通过去噪效果图4-1和表4-1以及图像评价原则我们可以很容易选出对图像去噪效果好，而又很好的保持图像细节的小波基。

从图4-1中我们可以看出选用sym3小波基去噪后噪声得到了明显的抑制，但是图像的细节被弱化了，读图有所影响。

选用sym5小波基去噪后，噪声没有得到很好的抑制，而且图像细节已明显消损，对读图有所影响。

选用coif2小波基对图像进行去噪后，噪声得到一定的抑制，图像的细节保持的也很好。

选用coif5小波基对图像去噪后，图像细节明显消损，对读图有所影响。

选用db2小波基对图像去噪后图像的噪声虽然得到抑制但细节变得模糊，很难辨别。

选用db6小波基对图像进行去噪后，图像失真比较明显。

从表4-1中可以看出去噪后图像的PSNR ,其中使用coif2小波基去噪后图像的PSNR最大，通常峰值信噪比PSNR愈大愈好。

实验结果如图4-1所示：原始图像 加噪图像图4-1 不同小波基去噪效果图综上所述，coif2小波基去噪效果很好，所以本次课程设计中我选择coif2小波基进行医学图像小波去噪方法研究。