ceemdan优化算法 python

CeEMDAN（Complex empirical mode decomposition with adaptive noise）是一种用于信号处理和振动分析的优化算法。它是基于经验模态分解（EMD）的改进算法，用于将非线性和非平稳信号分解为一组本征模函数（EMD）。

CeEMDAN在传统的EMD基础上引入了噪声对EMD分解的影响进行自适应调整的策略，以提高分解结果的准确性和稳定性。它通过添加一个噪声辅助函数，对信号进行多次迭代分解，并逐步去除噪声成分，从而得到更好的分解结果。

以下是一个使用Python实现CeEMDAN算法的示例代码：

import numpy as np
import scipy.signal as signal
def ceemdan(signal, num_sifts, ensemble_size):
    # 定义噪声辅助函数
    def noise_assisted_signal(signal, noise_std):
        return signal + np.random.normal(0, noise_std, len(signal))

    ensemble = []
    for _ in range(ensemble_size):
        # 初始化当前信号为原始信号
        current_signal = signal.copy()

        # 进行多次分解和去噪
        for _ in range(num_sifts):
            # 添加噪声辅助函数
            current_signal = noise_assisted_signal(current_signal, np.std(current_signal) * 0.2)
            
            # 使用EMD进行分解
            components = signal.emd(current_signal)
            
            # 去除最高频的分量
            current_signal -= components[-1]
        
        # 将分解结果添加到集合中
        ensemble.append(current_signal)
    
    # 计算集合的均值
    mean = np.mean(ensemble, axis=0)
    
    return mean

# 示例使用
# 生成示例信号
t = np.linspace(0, 1, 1000)
signal = np.sin(2 * np.pi * 5 * t) + np.sin(2 * np.pi * 10 * t) + np.random.normal(0, 0.1, len(t))

# 调用CeEMDAN算法进行分解
num_sifts = 5  # 分解迭代次数
ensemble_size = 10  # 集合大小
decomposed_signal = ceemdan(signal, num_sifts, ensemble_size)

# 绘制原始信号和分解结果
import matplotlib.pyplot as plt

plt.figure()
plt.subplot(2, 1, 1)
plt.plot(t, signal)
plt.title('Original Signal')

plt.subplot(2, 1, 2)
for component in decomposed_signal:
    plt.plot(t, component)
plt.title('Decomposed Signal')

plt.tight_layout()
plt.show()

以上代码使用SciPy库中的`signal.emd`函数实现了CeEMDAN算法。首先，定义了一个噪声辅助函数来添加噪声辅助项。然后，在`ceemdan`函数中进行了多次迭代的分解和去噪过程，最后计算得到分解结果的均值。最后，使用Matplotlib库绘制了原始信号和分解结果。

这是一个简单的CeEMDAN算法的实现示例，你可以根据需要进一步调整和优化算法。希望能对你有所帮助！