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Shengsheng 发表于2010-5-17 11:38 振动论坛的贴子 主题<毕设求助,硬阈值去噪>中
http://www.chinavib.com/forum/thread-74297-1-1.html
提到 进行FFT变换,如何取出所需频率上的信号呢?
该主题的板凳贴子中,songjianjiang 提到加噪信号 y = sin(2*pi*t*1.25/200) + randn(1,256) 的FFT变换去噪.
本日志讨论用频谱校正法重构信号去噪,加噪信号 y 的频率改为9.25, 原1.25太近零轴.
对加噪信号, 单用FFT取出所需频率上的信号不行, 要用校正法求出信号的频率,振幅和相位, 重构原信号, 而将噪声去除. 这种校正法去噪效果好.
以一个加噪正弦信号为例说明这个方法, 並比较fft/apfft和apfft/apfft两校正法去噪效果
数据y为 y = sin(2*pi*t*9.25/200);
加噪数据y1为 y1 =awgn(y,11);
这儿将无噪数据y和加噪数据y1分开, 是为了能判断去噪效果.
加噪数据 y 1的N=256 fft/apfft振幅谱如图一b所示, 兰色为fft对数振幅谱,红色为apfft对数振幅谱, 在f=13点fft和apfft振幅谱形状类同,表示它们是稳态正弦信号,可以校正.
图一a为fft/apfft相位谱, 兰色为fft相位谱,红色为apfft相位谱, 在f=13处fft相位谱是一尖峰, 从红色相位谱可见,在f=13处apfft相位谱是水平阶梯形状, 表明每一峰值只有一个频率成分, 图中f=13点振幅双峰对一水平相位清晰可见., 可以校正
校正频率F1=9.24066296285644Hz 校正振幅A1=0.963984929443906 校正相位 P1=269.918735451414
用F1 A1 P1重构信号, 可得fft/apfft法去噪的信号 y2=A1*cos(2*pi*t*F1/200+P1*pi/180)
图二a为无噪原信号y 和fft/apfft重构波形y2 ,可见重构误差小, 重构均方误差=sqrt(mean((y-y2).^2))=0.0489641224
图二b为加噪信号波形y1 和fft/apfft重构波形y2
图一 加噪数据的fft/apfft谱分析的振幅谱和相位谱
图三 加噪数据的fft/apfft谱分析的振幅谱和相位谱
表一 不同信噪比时fft/apfft和 apfft/apfft 去噪比较
Awgn 1 11 111
Fft/apfft重构误差 0.0982467191048907 0.0489641224308185 4.17171320431827e-006
Apfft/apfft重构误差 0.0649382384012821 0.0243069140247586 3.98819186994536e-007
data.txt (89.02 KB)
http://www.chinavib.com/forum/thread-38936-1-1.html
数据data.txt有10000个采样, 它的N=2048 fft/apfft振幅谱如图一b所示, 兰色为apfft_2对数振幅谱,红色为apfft_1对数振幅谱, 在f=65点apfft和apfft振幅谱形状类同,表示它们是稳态正弦信号,可以校正. 图一a为apfft/apfft相位谱, 兰色为apfft-2相位谱,红色为apfft_1相位谱, 在f=13处fft相位谱水平阶梯形状, 表明每一峰值只有一个频率成分, 图中f=65点振幅双峰对一水平相位清晰可见., 可以校正.
校正频率F3=65*fs/N= 49.9485355938288 Hz 校正振幅A3= 2101823.23745395 校正相位 P3= 109.867634844012度
用F2 A2 P2重构信号, y4=A3*cos(2*pi*F3*t/fs+P3*pi/180), 可得apfft/apfft法 去噪的原信号
图一 加噪数据的apfft/apfft谱分析的振幅谱和相位谱图二a为加噪波形
图二b为加噪波形 和apfft/apfft去噪波形,
图二c为加噪波形 - apfft/apfft去噪波形, 即滤去的噪声波形
从图二可见, 原加噪波形中除白噪声外, 还有一些大的脉冲噪声, 经重构都去除了, 但去噪的数值如何, 由於没有原无噪信号,没法比较.另外suiyuan说附件数据中,采样频率为 fs=1600Hz,为一随机噪声和一频率为85.333Hz的正弦信号。实测是一个49.9485355938288 Hz 信号, 不知何故.
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