最新国产好看的视频,伊人天堂AV在线,国产Aaaaaa视频,蜜臀视频在线观看一区,人妻av色图,密臀久久久精品影片,青青视频免费观看毛片,久草在线观看视,国产三级精品色情在线

詳解python實(shí)現(xiàn)小波變換的一個(gè)簡單例子

 更新時(shí)間:2019年07月18日 09:14:14   作者:weixin_33888907  
這篇文章主要介紹了詳解python實(shí)現(xiàn)小波變換的一個(gè)簡單例子,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

最近工作需要,看了一下小波變換方面的東西,用python實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡單的小波變換類,將來可以用在工作中。

簡單說幾句原理,小波變換類似于傅里葉變換,都是把函數(shù)用一組正交基函數(shù)展開,選取不同的基函數(shù)給出不同的變換。例如傅里葉變換,選擇的是sin和cos,或者exp(ikx)這種復(fù)指數(shù)函數(shù);而小波變換,選取基函數(shù)的方式更加靈活,可以根據(jù)要處理的數(shù)據(jù)的特點(diǎn)(比如某一段上信息量比較多),在不同尺度上采用不同的頻寬來對(duì)已知信號(hào)進(jìn)行分解,從而盡可能保留多一點(diǎn)信息,同時(shí)又避免了原始傅里葉變換的大計(jì)算量。以下計(jì)算采用的是haar基,它把函數(shù)分為2段(A1和B1,但第一次不分),對(duì)第一段內(nèi)相鄰的2個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行變換(只考慮A1),變換矩陣為

sqrt(0.5)       sqrt(0.5)

sqrt(0.5)        -sqrt(0.5)

變換完之后,再把第一段(A1)分為兩段,同樣對(duì)相鄰的點(diǎn)進(jìn)行變換,直到無法再分。

下面直接上代碼

Wavelet.py

import math
 
class wave:
  def __init__(self):
    M_SQRT1_2 = math.sqrt(0.5)
    self.h1 = [M_SQRT1_2, M_SQRT1_2]
    self.g1 = [M_SQRT1_2, -M_SQRT1_2]
    self.h2 = [M_SQRT1_2, M_SQRT1_2]
    self.g2 = [M_SQRT1_2, -M_SQRT1_2]
    self.nc = 2
    self.offset = 0
 
  def __del__(self):
    return
 
class Wavelet:
  def __init__(self, n):
    self._haar_centered_Init()
    self._scratch = []
    for i in range(0,n):
      self._scratch.append(0.0)
    return
    
  def __del__(self):
    return
    
  def transform_inverse(self, list, stride):
    self._wavelet_transform(list, stride, -1)
    return
    
  def transform_forward(self, list, stride):
    self._wavelet_transform(list, stride, 1)
    return
    
  def _haarInit(self):
    self._wave = wave()
    self._wave.offset = 0
    return
    
  def _haar_centered_Init(self):
    self._wave = wave()
    self._wave.offset = 1
    return
    
  def _wavelet_transform(self, list, stride, dir):
    n = len(list)
    if (len(self._scratch) < n):
      print("not enough workspace provided")
      exit()
    if (not self._ispower2(n)):
      print("the list size is not a power of 2")
      exit()
    
    if (n < 2):
      return
 
    if (dir == 1): # 正變換
      i = n
      while(i >= 2):
        self._step(list, stride, i, dir)
        i = i>>1
       
    if (dir == -1):  # 逆變換
      i = 2
      while(i <= n):
        self._step(list, stride, i, dir)
        i = i << 1
    return
    
  def _ispower2(self, n):
    power = math.log(n,2)
    intpow = int(power)
    intn = math.pow(2,intpow)
    if (abs(n - intn) > 1e-6):
      return False
    else:
      return True
      
  def _step(self, list, stride, n, dir):
    for i in range(0, len(self._scratch)):
      self._scratch[i] = 0.0
    
    nmod = self._wave.nc * n
    nmod -= self._wave.offset
    n1 = n - 1
    nh = n >> 1
    
    if (dir == 1): # 正變換
      ii = 0
      i = 0
      while (i < n):
        h = 0
        g = 0
        ni = i + nmod
        for k in range(0, self._wave.nc):
          jf = n1 & (ni + k)
          h += self._wave.h1[k] * list[stride*jf]
          g += self._wave.g1[k] * list[stride*jf]
        self._scratch[ii] += h
        self._scratch[ii + nh] += g
        i += 2
        ii += 1
    
    if (dir == -1):  # 逆變換
      ii = 0
      i = 0
      while (i < n):
        ai = list[stride*ii]
        ai1 = list[stride*(ii+nh)]
        ni = i + nmod
        for k in range(0, self._wave.nc):
          jf = n1 & (ni + k)
          self._scratch[jf] += self._wave.h2[k] * ai + self._wave.g2[k] * ai1
        i += 2
        ii += 1
        
    for i in range(0, n):
      list[stride*i] = self._scratch[i]

測試代碼如下:

test.py

import math
import Wavelet
 
waveletn = 256
waveletnc = 20  #保留的分量數(shù)
wavelettest = Wavelet.Wavelet(waveletn)
waveletorigindata = []
waveletdata = []
for i in range(0, waveletn):
  waveletorigindata.append(math.sin(i)*math.exp(-math.pow((i-100)/50,2))+1)
  waveletdata.append(waveletorigindata[-1])
  
Wavelet.wavelettest.transform_forward(waveletdata, 1)
newdata = sorted(waveletdata, key = lambda ele: abs(ele), reverse=True)
for i in range(waveletnc, waveletn):  # 篩選出前 waveletnc個(gè)分量保留
  for j in range(0, waveletn):
    if (abs(newdata[i] - waveletdata[j]) < 1e-6):
      waveletdata[j] = 0.0
      break
  
Wavelet.wavelettest.transform_inverse(waveletdata, 1)
waveleterr = 0.0
for i in range(0, waveletn):
  print(waveletorigindata[i], ",", waveletdata[i])
  waveleterr += abs(waveletorigindata[i] - waveletdata[i])/abs(waveletorigindata[i])
print("error: ", waveleterr/waveletn)

當(dāng)waveletnc = 20時(shí),可得到下圖,誤差大約為2.1

當(dāng)waveletnc = 100時(shí),則為下圖,誤差大約為0.04

當(dāng)waveletnc = 200時(shí),得到下圖,誤差大約為0.0005

 以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

相關(guān)文章

最新評(píng)論

加查县| 富平县| 闽侯县| 湟中县| 潍坊市| 延寿县| 阳西县| 鸡西市| 房山区| 哈巴河县| 温宿县| 淳安县| 泽库县| 肥西县| 东宁县| 崇信县| 确山县| 逊克县| 伽师县| 分宜县| 乌苏市| 洛宁县| 永寿县| 林口县| 玉山县| 定日县| 罗城| 东丰县| 台江县| 吉林省| 海丰县| 英吉沙县| 武穴市| 白朗县| 黄陵县| 聂拉木县| 托克托县| 新田县| 贵州省| 景东| 兴海县|