请编写一个keras框架下的中值滤波,实现对格式为csv的三维时序信号去噪,具体包括x方向,y方向,z方向的时序信号,计算去噪后的SNR,MSE,PSNR并生成csv文件保存
时间: 2023-06-15 19:05:47 浏览: 101
好的,以下是基于Keras框架的中值滤波的代码实现:
```python
import numpy as np
import pandas as pd
from keras.layers import Input, Conv1D
from keras.models import Model
def median_filter_1d(input_signal, filter_size):
output_signal = np.zeros_like(input_signal)
for i in range(len(input_signal)):
if i < filter_size // 2:
output_signal[i] = np.median(input_signal[:i + filter_size // 2])
elif i >= len(input_signal) - filter_size // 2:
output_signal[i] = np.median(input_signal[i - filter_size // 2:])
else:
output_signal[i] = np.median(input_signal[i - filter_size // 2:i + filter_size // 2])
return output_signal
def median_filter_3d(input_signal, filter_size):
output_signal = np.zeros_like(input_signal)
for i in range(input_signal.shape[0]):
for j in range(input_signal.shape[1]):
output_signal[i, j, :] = median_filter_1d(input_signal[i, j, :], filter_size)
return output_signal
def keras_median_filter_3d(input_shape, filter_size):
x_input = Input(input_shape)
x = x_input
for i in range(input_shape[-1]):
x_channel = x[:, :, i:i+1]
x_channel_filtered = Conv1D(1, filter_size, padding='same', activation='linear', use_bias=False)(x_channel)
x = x[:, :, :i] + x_channel_filtered + x[:, :, i+1:]
model = Model(inputs=x_input, outputs=x)
return model
# 读取CSV文件
data = pd.read_csv('data.csv').values
# 数据预处理,将三维信号数据转换为4维张量,并对信号进行归一化处理
data = np.reshape(data, (-1, 100, 3))
data_normalized = (data - np.mean(data)) / np.std(data)
# 中值滤波
filtered_data = median_filter_3d(data_normalized, filter_size=5)
# 使用Keras框架进行中值滤波
model = keras_median_filter_3d(input_shape=(100, 3), filter_size=5)
model.compile(optimizer='adam', loss='mean_squared_error')
model.fit(data_normalized, filtered_data, epochs=10, batch_size=32)
# 计算SNR、MSE、PSNR
mse = np.mean((data - filtered_data) ** 2)
snr = 10 * np.log10(np.mean(data ** 2) / mse)
psnr = 10 * np.log10(np.max(data) ** 2 / mse)
# 保存结果到CSV文件
filtered_data = filtered_data.reshape(-1, 300)
np.savetxt('filtered_data.csv', filtered_data, delimiter=',')
```
在上述代码中,我们首先定义了两个函数:`median_filter_1d` 和 `median_filter_3d`,分别用于对一维信号和三维信号进行中值滤波。然后,我们使用Keras框架定义了一个名为 `keras_median_filter_3d` 的函数,用于构建一个基于卷积神经网络的中值滤波模型。接着,我们读取CSV文件并进行数据预处理,将三维信号数据转换为4维张量,并对信号进行归一化处理。然后,我们使用前面定义的两个函数和Keras框架中的 `fit` 函数进行中值滤波,并计算SNR、MSE、PSNR,最后将结果保存到CSV文件中。
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