二维经验模态分解的matlab代码

时间: 2023-06-18 07:06:36 浏览: 146
二维经验模态分解(2D-EMD)是一种用于图像处理的信号分解方法。以下是用MATLAB实现2D-EMD的代码示例: ```matlab function [imf,residue] = emd2(im) %二维EMD分解 %输入: % im: 待分解的二维图像 %输出: % imf: 分解后得到的各个IMF图像 % residue: 分解后得到的残差图像 imf = {}; residue = im; i = 1; while true [imfi,residuei] = emd(residue); if isempty(imfi) break; end imf{i} = imfi; residue = residuei; i = i + 1; end imf{end+1} = residue; end ``` 其中,`emd`函数是1D-EMD的MATLAB实现,可以在MATLAB中使用。这个函数的输入是一维向量,输出是分解得到的IMF和残差。 实现2D-EMD时,我们将图像分解为多个1D信号,分别进行1D-EMD,得到IMF和残差,再将IMF组合起来得到2D-EMD分解结果。
相关问题

图像二维经验模态分解matlab

以下是使用MATLAB进行图像二维经验模态分解的步骤: 1. 加载图像:使用imread函数加载需要进行经验模态分解的图像。 2. 图像预处理:对图像进行预处理,如灰度化、归一化等。 3. 构造数据矩阵:将预处理后的图像转化为数据矩阵。 4. 二维经验模态分解:使用emd2函数进行二维经验模态分解,得到分解后的各个分量。 5. 分量重构:将分解得到的各个分量进行重构,得到原始图像的近似。 下面是一个示例代码,演示如何使用MATLAB进行图像二维经验模态分解: ```matlab % 加载图像 img = imread('lena.png'); % 灰度化 img_gray = rgb2gray(img); % 归一化 img_norm = double(img_gray) / 255; % 构造数据矩阵 data = img_norm; % 二维经验模态分解 [imf, residual] = emd2(data); % 分量重构 img_recon = sum(imf, 3) + residual; % 显示结果 subplot(1, 2, 1); imshow(img_norm); title('原始图像'); subplot(1, 2, 2); imshow(img_recon); title('经验模态分解重构图像'); ``` 在这个示例代码中,我们首先加载了一张lena.png的彩色图像,并将其转化为灰度图像。接着,对灰度图像进行了归一化处理,将像素值缩放到了0~1之间。然后,将归一化后的图像数据作为输入,使用emd2函数进行二维经验模态分解,并得到分解后的各个分量和残差。最后,将分解得到的各个分量进行重构,得到原始图像的近似。最后,我们将原始图像和重构后的图像进行了对比显示。 需要注意的是,以上示例代码只是一个简单的演示,实际使用时需要根据具体情况进行适当的参数调整和优化。

二维经验模态分解matlab

二维经验模态分解(2D-EMD)是一种用于图像处理的方法,可以将二维信号分解为多个固有模态函数(IMF)。MATLAB中可以使用emd2函数来实现二维EMD。 使用emd2函数需要安装EMD工具箱。首先,使用MATLAB命令行界面输入以下命令来下载安装EMD工具箱: ``` >> urlwrite('https://github.com/davidkun/emd/archive/master.zip','emd.zip'); >> unzip('emd.zip'); >> addpath('emd-master/matlab'); ``` 接下来,可以使用以下语法来调用emd2函数: ``` imfs = emd2(image); ``` 其中,image表示输入的二维信号,imfs是一个包含多个IMF的矩阵。每个IMF可以通过以下语法来访问: ``` imf = imfs(:,:,i); ``` 其中,i表示IMF的索引。可以使用imshow函数来显示IMF: ``` imshow(imf, []); ``` 这样就可以使用MATLAB中的emd2函数来实现二维经验模态分解。

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二维经验模态分解(2D-EMD)是一种用于分解二维信号的方法,可以用于图像处理等领域。下面是一个基于MATLAB的二维经验模态分解的代码示例: matlab function [imf,residue] = emd2(X) %二维EMD分解 %输入:X-待分解信号 %输出:imf-分解后的各个本征模态函数(IMF) % residue-剩余部分 imf = []; while 1 h = X; SD = 1; while SD > 0.1 %计算X的2D-Hilbert变换 H = hilbert2(X); %计算X的局部平均 Havg = (circshift(H,[0 -1])+circshift(H,[0 1])+circshift(H,[-1 0])+circshift(H,[1 0])+circshift(H,[-1 -1])+circshift(H,[1 -1])+circshift(H,[-1 1])+circshift(H,[1 1]))/8; %计算X的局部极值 Hdiff = H-Havg; [maxtab,~] = peakdet2(Hdiff,0); [mintab,~] = peakdet2(-Hdiff,0); %计算X的局部均值 mmax = mean2(maxtab(:,3)); mmin = mean2(mintab(:,3)); %计算SD值 SD = abs(mmax-mmin); %更新X X = X - Havg; end imf = cat(3,imf,X); %计算剩余部分 residue = h - X; if sum(sum(abs(residue))) < 1e-6*sum(sum(abs(h))) break; end X = residue; end imf = cat(3,imf,residue); end function [H] = hilbert2(X) %计算二维信号的Hilbert变换 %输入:X-待变换信号 %输出:H-变换后的信号 [m,n] = size(X); H1 = hilbert(X')'; H2 = hilbert(H1); H = zeros(m,n); for i=1:m for j=1:n H(i,j) = H2(i,j) - 1i*H1(i,j); end end end function [maxtab,mintab]=peakdet2(v, delta, x) %找到二维信号中的局部极值 %输入:v-待寻找的信号 % delta-峰值的阈值 % x-信号的x轴值(可选) %输出:maxtab-峰值的位置和幅值 % mintab-谷值的位置和幅值 maxtab = []; mintab = []; if nargin < 3 x = 1:length(v); end v(isnan(v)) = 0; v = v(:); x = x(:); if length(delta) > 1 delta = delta(2); end if delta <= 0 error('Delta must be positive.'); end mn = Inf; mx = -Inf; mnpos = NaN; mxpos = NaN; lookformax = 1; for i=1:length(v) this = v(i); if this > mx mx = this; mxpos = x(i); end if this < mn mn = this; mnpos = x(i); end if lookformax if this < mx-delta maxtab = [maxtab ; mxpos mx]; mn = this; mnpos = x(i); lookformax = 0; end else if this > mn+delta mintab = [mintab ; mnpos mn]; mx = this; mxpos = x(i); lookformax = 1; end end end if ~isempty(mintab) && ~isempty(maxtab) if mintab(1,2) < maxtab(1,2) mintab = mintab(2:end,:); end end end 下面是一个使用示例: matlab %读取图像 im = imread('test.jpg'); %将图像转换为灰度图 im = rgb2gray(im); %对图像进行二维经验模态分解 [imf,residue] = emd2(double(im)); %绘制分解后的各个IMF figure; for i=1:size(imf,3) subplot(3,3,i); imagesc(imf(:,:,i)); colormap(gray); axis off; axis equal; end %绘制剩余部分 figure; imagesc(residue); colormap(gray); axis off; axis equal; 运行上述代码后,将会得到分解后的各个IMF和剩余部分的图像,如下图所示: ![emd2_example](https://img-blog.csdn.net/2018051015283285)
代码实现: 1. 二维经验模态分解: matlab function [im_enhanced] = EMD_2D(im) % 二维经验模态分解(EMD)图像增强 % 输入参数: im-原始图像 % 输出参数: im_enhanced-增强后的图像 % 将原始图像转换为灰度图像 if size(im,3)==3 im = rgb2gray(im); end % 构造高斯滤波器 g = fspecial('gaussian',[5,5],1); % 对原始图像进行滤波,减少噪声的影响 im = imfilter(im,g); % 预定义IMFs的数量 nIMFs = 5; % 二维EMD分解 [IMFs,residual] = emd2(im,'maxmin',nIMFs); % 对每个IMF进行小波变换 for i = 1:nIMFs % 小波变换 [cA,cH,cV,cD] = dwt2(IMFs(:,:,i),'haar'); % 对每个分量进行直方图均衡化 cA = histeq(cA); cH = histeq(cH); cV = histeq(cV); cD = histeq(cD); % 将每个分量进行小波逆变换 IMFs(:,:,i) = idwt2(cA,cH,cV,cD,'haar'); end % 将增强后的图像重构 im_enhanced = sum(IMFs,3) + residual; % 对图像进行归一化 im_enhanced = im_enhanced - min(im_enhanced(:)); im_enhanced = im_enhanced / max(im_enhanced(:)); % 显示原始图像和增强后的图像 figure; subplot(1,2,1);imshow(im);title('原始图像'); subplot(1,2,2);imshow(im_enhanced);title('增强后的图像'); end 2. 小波变换: matlab function [im_enhanced] = wavelet_enhance(im) % 小波变换图像增强 % 输入参数: im-原始图像 % 输出参数: im_enhanced-增强后的图像 % 将原始图像转换为灰度图像 if size(im,3)==3 im = rgb2gray(im); end % 构造高斯滤波器 g = fspecial('gaussian',[5,5],1); % 对原始图像进行滤波,减少噪声的影响 im = imfilter(im,g); % 对原始图像进行小波变换 [cA,cH,cV,cD] = dwt2(im,'haar'); % 对每个分量进行直方图均衡化 cA = histeq(cA); cH = histeq(cH); cV = histeq(cV); cD = histeq(cD); % 将每个分量进行小波逆变换 im_enhanced = idwt2(cA,cH,cV,cD,'haar'); % 对图像进行归一化 im_enhanced = im_enhanced - min(im_enhanced(:)); im_enhanced = im_enhanced / max(im_enhanced(:)); % 显示原始图像和增强后的图像 figure; subplot(1,2,1);imshow(im);title('原始图像'); subplot(1,2,2);imshow(im_enhanced);title('增强后的图像'); end 使用方法: matlab im = imread('lena.jpg'); % 调用二维经验模态分解进行图像增强 im_enhanced1 = EMD_2D(im); % 调用小波变换进行图像增强 im_enhanced2 = wavelet_enhance(im);
BEMD(Bivariate Empirical Mode Decomposition)是基于经验模态分解(EMD)的一种信号分解方法,具体应用在MATLAB上。EMD是一种非参数信号分解技术, 可以将非线性和非平稳信号分解成一系列本质模态函数(IMF)。 BEMD相较于EMD在处理二维信号时更为适用。它将二维信号分解为一系列的本质模态函数(BIMF),并且能够在不同尺度上对信号进行分解。在MATLAB中,我们可以使用BEMD工具箱来实现这一过程。 使用MATLAB进行BEMD分解的步骤如下: 1. 将需要分解的二维信号导入MATLAB中,并确保信号以矩阵的形式表示。 2. 通过使用MATLAB的bemd2函数,将信号分解为一系列的BIMF。 3. 对于每个BIMF,可以进一步分析其频谱和幅度。 4. 对于需要重构原始信号的情况,可以根据需要选择其中的某些BIMF进行合并。 BEMD在图像处理、语音处理等领域具有广泛的应用。它可以用于提取图像中的纹理特征、噪声滤除以及语音信号的去噪等任务。通过BEMD,我们可以将复杂的二维信号分解为简单的本质模态成分,从而帮助我们更好地理解和处理信号。 总之,MATLAB的BEMD工具箱为我们提供了一种方便的方式来进行二维信号的分解和分析。通过BEMD,我们可以获取信号的本质模态成分,并进一步进行频谱分析和振幅分析。这对于研究信号的特征和以后的信号处理任务都非常有帮助。
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