一、代码原理

基于VMD-SVD的信号去噪算法是一种融合了变分模态分解(VMD)和奇异值分解(SVD)两种方法的复合信号处理技术,用来更有效地从数据中去除噪声。以下是这种算法的基本概念和步骤:

1、变分模态分解(VMD)

变分模态分解(VMD)是一种自适应时频分析方法,能够将复杂信号分解成若干个带限模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMF),每个模态函数基本上可以视为单一频率的波形。VMD通过求解一个变分问题,从信号中提取模态成分。求解过程涉及到使得解的带宽最小化,这样可以分离出信号中的不同频率成分。

2、奇异值分解(SVD)

奇异值分解(SVD)是一种线性代数技术,可以将任何复杂的数据矩阵分解成三个简单矩阵的乘积:(U), (Σ), 和 (V^*)。在SVD中,(Σ)是对角矩阵,其对角线元素是奇异值,它们按照从大到小的顺序排列。奇异值反映了矩阵在对应的奇异向量方向上的能量或信息。在信号处理中,较大的奇异值通常对应着信号的主要成分,而较小的奇异值则往往和噪声相关联。

3、基于VMD-SVD的信号去噪过程

(1)首先,输入信号通过VMD进行分解,得到一系列的模态函数IMF。

(2)然后,对每个模态函数分别进行SVD分解。

(3)之后,对于每个IMF的SVD结果,在保留信号主要成分的同时,裁剪掉一些较小的奇异值(即去除噪声成分)。阈值的三种选择方法&#

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