小波去噪

更新时间:2023-05-24 15:04

小波去噪(英文名wavelet domain denoising),属于音频处理器

应用趋势

wavelet domain denoising

近年来,小波理论得到了非常迅速的发展,而且由于其具备良好的时频特性,因而实际应用也非常广泛。在去噪领域中,小波理论也同样受到了许多学者的重视,他们应用小波进行去噪并获得了非常好的效果。

特点介绍

具体来说小波去噪方法的成功主要得益于小波变换具有如下特点:

(1)低熵性,小波系数的稀疏分布,使得图象变换后的熵降低;

(2)多分辨率,由于采用了多分辨率的方法,所以可以非常好地刻画信号的非平稳特征,如边缘、尖峰、断点等;

(3)去相关性,因为小波变换可以对信号进行去相关,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)选基灵活性,由于小波变换可以灵活选择变换基,从而对不同应用场合,对不同的研究对象,可以选用不同的小波母函数,以获得最佳的效果。

去噪步骤

小波去噪方法包括三个基本的步骤:对含噪声信号进行小波变换;对变换得到的小波系数进行某种处理,以去除其中包含的噪声;对处理后的小波系数进行小波逆变换,得到去噪后的信号。小波去噪方法的不同之处集中在第一步。

去噪的本质

在数学上,小波去噪问题的本质是一个函数逼近问题,即如何在由小波母函数伸缩和平移版本所展成的函数空间中,根据提出的衡量准则,寻找对原信号的最佳逼近,以完成原信号和噪声信号的区分。 也就是寻找从实际信号空间到小波函数空间的最佳映射,以便得到原信号的最佳恢复。

从信号学的角度看,小波去噪是一个信号滤波的问题,而且尽管在很大程度上小波去噪可以看成是低通滤波,但是由于在去噪后还能成功地保留信号特征,所以在这一点上又优于传统的低通滤波器。由此可见,小波去噪实际上是特征提取和低通滤波功能的综合,其流程框图如图1所示。

将信号映射到小波域,根据噪声和噪声的小波系数在不同尺度上具有不同的性质和机理,对含噪信号的小波系数进行处理。

实质是减少剔除噪声产生的小波系数,最大限度的保留真实信号的系数。

小波反变换得到信号的最优估计。

基本方法

模极大值重构去噪

空域相关去噪

小波阈值去噪

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