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EMD (Empirical Mode Decomposition)、EEMD (Ensemble Empirical Mode Decomposition) 和 CEEMDAN (Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise) 是信号处理中常用的方法,用于将复杂信号分解成一组固有模态函数(IMF)。这些方法可以帮助提取信号中的趋势和周期性成分,对信号分析和特征提取非常有用。
以下是EMD、EEMD 和 CEEMDAN 的 MATLAB 源代码示例,以及对这些方法的简要说明。请注意,这里提供的代码示例只是简化版本,并未包含完整的参数设置和错误处理。在实际应用中,需要根据具体情况进行调整和完善。
% EMD (Empirical Mode Decomposition) MATLAB 源代码示例
function [IMF, residue] = emd(signal)
% 初始化
IMF = [];
residue = signal;
% 提取固有模态函数(IMF)
while ismonotonic(residue) == 0 % 检查残差是否为单调序列
% 计算信号的极值点
maxmin = findMaxMin(residue);
% 对极值点进行插值,得到上、下包络线
upper_env = spline(maxmin(:,1), maxmin(:,2), 1:length(residue));
lower_env = spline(maxmin(:,1), maxmin(:,2), 1:length(residue));
% 计算平均包络线
mean_env = (upper_env + lower_env) / 2;
% 计算平均包络线与信号的差值
h = residue - mean_env;
% 判断 h 是否为 IMF
if isextrema(h) % 如果 h 是极值点序列
IMF = [IMF, h]; % 将 h 添加到 IMF 中
residue = residue - h; % 更新残差
else
break; % 如果 h 不是 IMF,则结束循环
end
end
end
% EEMD (Ensemble Empirical Mode Decomposition) MATLAB 源代码示例
function [IMF] = eemd(signal, ensemble_size, noise_std)
% 初始化
IMF = zeros(length(signal), ensemble_size);
% 执行 EMD 多次(即构建集成)
for i = 1:ensemble_size
% 添加白噪声到信号中
noisy_signal = signal + randn(size(signal)) * noise_std;
% 对带噪声的信号执行 EMD
[IMF(:,i), ~] = emd(noisy_signal);
end
% 计算平均 IMF
IMF = mean(IMF, 2);
end
% CEEMDAN (Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise) MATLAB 源代码示例
function [IMF] = ceemdan(signal, ensemble_size, noise_std)
% 初始化
IMF = zeros(length(signal), ensemble_size);
% 计算标准差
std_signal = std(signal);
% 执行 EMD 多次(即构建集成)
for i = 1:ensemble_size
% 添加自适应噪声到信号中
adaptive_noise = randn(size(signal)) * noise_std * std_signal;
noisy_signal = signal + adaptive_noise;
% 对带噪声的信号执行 EMD
[IMF(:,i), ~] = emd(noisy_signal);
end
% 计算平均 IMF
IMF = mean(IMF, 2);
end
以上是简单的 EMD、EEMD 和 CEEMDAN 的 MATLAB 源代码示例,用于了解其基本原理和实现。在实际应用中,需要根据具体需求进行参数设置、性能优化和错误处理等工作。如果需要更详细的代码实现和说明,请告诉我,我会根据您的需求进行进一步扩展。