请编写一个keras框架下去噪方法,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: 2023-06-16 15:03:57 浏览: 73
使用vmd算法对含有噪声的图像信号进行分解,去除掉噪声信号,将剩余信号合成,得到去噪声图像.zip
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好的,我可以帮您编写一个使用keras框架下的去噪方法,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。
首先,我们需要导入必要的库和模块,包括numpy、pandas、keras等。
```python
import numpy as np
import pandas as pd
from keras.layers import Input, Conv2D, MaxPooling2D, UpSampling2D
from keras.models import Model
```
接下来,我们需要读取csv文件并将其转换为numpy数组,这里假设csv文件中每一行代表一个时序信号,每个时序信号包含三个方向的数据,可以使用pandas库的read_csv方法读取csv文件。
```python
data = pd.read_csv('data.csv', header=None)
data = np.array(data)
```
然后,我们需要将数据进行预处理,即将三个方向的数据组成三个通道,构成一个三维数组。同时,我们需要将数据进行归一化,将数据的范围缩放到0至1之间。
```python
data = data.reshape(-1, 3, 1000)
data = data.transpose((0, 2, 1))
data = data.astype('float32') / 255.
```
接下来,我们可以定义一个基于卷积神经网络的去噪模型。在这个模型中,我们使用了两个卷积层和两个池化层来提取信号的特征,然后使用两个反卷积层将特征图进行还原,最后得到去噪后的信号。
```python
input_signal = Input(shape=(1000, 3))
x = Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', padding='same')(input_signal)
x = MaxPooling2D((2, 2), padding='same')(x)
x = Conv2D(16, (3, 3), activation='relu', padding='same')(x)
encoded = MaxPooling2D((2, 2), padding='same')(x)
x = Conv2D(16, (3, 3), activation='relu', padding='same')(encoded)
x = UpSampling2D((2, 2))(x)
x = Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', padding='same')(x)
x = UpSampling2D((2, 2))(x)
decoded = Conv2D(3, (3, 3), activation='sigmoid', padding='same')(x)
autoencoder = Model(input_signal, decoded)
autoencoder.compile(optimizer='adam', loss='binary_crossentropy')
```
接下来,我们可以使用训练数据来训练模型,这里假设训练数据包含500个样本,每个样本包含1000个时刻和三个方向的数据。
```python
autoencoder.fit(data[:500], data[:500],
epochs=50,
batch_size=128,
shuffle=True)
```
训练完成后,我们可以使用训练好的模型对测试数据进行去噪,并计算去噪后的SNR、MSE、PSNR指标。
```python
decoded_signal = autoencoder.predict(data[500:])
snr = 20 * np.log10(np.max(data[500:]) / np.sqrt(np.mean(np.square(data[500:] - decoded_signal))))
mse = np.mean(np.square(data[500:] - decoded_signal))
psnr = 20 * np.log10(np.max(data[500:]) / np.sqrt(mse))
print("SNR: ", snr)
print("MSE: ", mse)
print("PSNR: ", psnr)
```
最后,我们可以将去噪后的信号保存为csv文件。
```python
decoded_signal = decoded_signal.reshape(-1, 1000, 3)
decoded_signal = decoded_signal.transpose((0, 2, 1))
decoded_signal = decoded_signal * 255.
decoded_signal = decoded_signal.astype('uint8')
df = pd.DataFrame(decoded_signal.reshape(-1, 3000))
df.to_csv('decoded_signal.csv', index=False, header=False)
```
以上就是一个使用keras框架下的去噪方法的实现过程,希望能对您有所帮助。
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