【MATLAB 】 EMD信号分解+模糊熵(近似熵)算法

本文涉及的产品
实时数仓Hologres,5000CU*H 100GB 3个月
智能开放搜索 OpenSearch行业算法版,1GB 20LCU 1个月
实时计算 Flink 版,5000CU*H 3个月
简介: 【MATLAB 】 EMD信号分解+模糊熵(近似熵)算法

【MATLAB 】 EMD信号分解+模糊熵(近似熵)算法

微信公众号由于改变了推送规则,为了每次新的推送可以在第一时间出现在您的订阅列表中,记得将本公众号设为星标或置顶哦~

有意向获取代码,请转文末观看代码获取方式~

1 EMD信号分解算法

EMD 分解又叫经验模态分解,英文全称为 Empirical Mode Decomposition。

EMD 是一种信号分解方法,它将一个信号分解成有限个本质模态函数 (EMD) 的和,每个 EMD 都是具有局部特征的振动模式。EMD 分解的主要步骤如下:

  1. 将信号的局部极大值和极小值连接起来,形成一些局部极值包络线。
  2. 对于每个局部极值包络线,通过线性插值得到一条平滑的包络线。然后将原信号减去该包络线,得到一条局部振荡的残差信号。
  3. 对于该残差信号,重复步骤1和2,直到无法再分解出新的局部振荡模式为止。
  4. 将所有的局部振荡模式相加,得到原始信号的EMD分解。 EMD分解的优点是能够很好地处理非线性和非平稳信号,并且不需要预先设定基函数。因此,EMD分解在信号处理、图像处理和模式识别等领域得到了广泛的应用。

要想在 MATLAB 中使用 EMD 分解首先要安装 EMD 分解的 MATLAB 工具包。

关于简短的代码视频教程均可关注B站、小红书、知乎同名账号(Lwcah)观看教程~

EMD 工具包的安装:在 MATLAB 打开 package_emd 文件夹,运行 install_emd. M 以及 index_emd. M 两个函数如下图所示即可完成工具包的安装。

MATLAB 信号分解第一期-EMD:

https://mbd.pub/o/bread/ZJWZmplq

信号分解全家桶详情请参见:

https://mbd.pub/o/author-aWWWnHBsYw==/work

2 模糊熵算法

模糊熵算法是一种用于衡量序列复杂度的方法。它基于模糊数学理论,计算一个随机变量的模糊熵。模糊熵的定义是:设X为一个取值范围为[0,1]的随机变量,它的概率密度函数为f(x),则模糊熵H(X)定义为:H(X) = -∫_0^1〖f(x)lnf(x)dx 〗 其中ln为自然对数。

模糊熵算法与近似熵和样本熵类似,模糊熵也用于衡量新模式产生的概率大小。较大的模糊熵表示新模式产生的概率越大,即序列复杂度越大。

在实际应用中,为了计算一个随机变量的模糊熵,需要先确定它的概率密度函数f(x)。当变量的概率密度函数已知时,可以通过上述公式来计算模糊熵。如果一个随机变量只有有限个取值,则可以使用频率分布来估计概率密度函数。

3 近似熵算法

近似熵算法是一种用于衡量序列复杂度的方法。它基于样本数据集中的近似概率分布,计算出近似熵。近似熵的定义是:设X为一个取值范围为[0,1]的随机变量,它的样本集合为{x1,x2,...,xn},则近似熵ApEn(X)定义为:

ApEn(X) = -sum_{i=1}^{m}(p(i|m)log_2 p(i|m))

其中,m是样本集合中的子序列数目,p(i|m)是长度为m的子序列中第i个序列出现的概率。

近似熵算法适用于样本数据集较小的情况,因为它只需要样本集合中的子序列数目和每个子序列的近似概率分布来计算近似熵。在计算过程中,可以根据需要调整子序列的长度m和样本集合的大小n,以获得更准确的结果。

4 代码获取

如下为简短的视频操作教程。

算法代码获取:

https://mbd.pub/o/bread/ZJyTlp5u

关于代码有任何疑问,可以一起探讨科研,写作,代码等诸多学术问题,我们一起进步~


1、感谢关注 Lwcah 的个人公众号,有关资源获取,请公众号后台发送推文末的关键词,自助获取。

2、若要添加个人微信号,请后台发送关键词:微信号。

3、若要进微信群:Lwcah 科研技巧群 3。请添加个人微信号后进群(大家沉浸式科研,广告勿扰),不定时更新科研技巧类推文。可以一起探讨科研,写作,文献,代码等诸多学术问题,我们一起进步。


记得关注公众号,并设为星标哦~谢谢啦~


Lwcah
+关注
目录
打赏
0
0
0
0
45
分享
相关文章
基于免疫算法的最优物流仓储点选址方案MATLAB仿真
本程序基于免疫算法实现物流仓储点选址优化,并通过MATLAB 2022A仿真展示结果。核心代码包括收敛曲线绘制、最优派送路线规划及可视化。算法模拟生物免疫系统,通过多样性生成、亲和力评价、选择、克隆、变异和抑制机制,高效搜索最优解。解决了物流仓储点选址这一复杂多目标优化问题,显著提升物流效率与服务质量。附完整无水印运行结果图示。
基于免疫算法的最优物流仓储点选址方案MATLAB仿真
基于GA遗传算法的斜拉桥静载试验车辆最优布载matlab仿真
本程序基于遗传算法(GA)实现斜拉桥静载试验车辆最优布载的MATLAB仿真,旨在自动化确定车辆位置以满足加载效率ηq(0.95≤ηq≤1.05)的要求,目标是使ηq尽量接近1,同时减少加载车辆数量和布载耗时。程序通过迭代优化计算车辆位置、方向、类型及占用车道等参数,并展示适应度值收敛过程。测试版本为MATLAB2022A,包含核心代码与运行结果展示。优化模型综合考虑车辆总重量、间距及桥梁允许载荷密度等约束条件,确保布载方案科学合理。
基于GA遗传优化TCN时间卷积神经网络时间序列预测算法matlab仿真
本内容介绍了一种基于遗传算法优化的时间卷积神经网络(TCN)用于时间序列预测的方法。算法运行于 Matlab2022a,完整程序无水印,附带核心代码、中文注释及操作视频。TCN通过因果卷积层与残差连接学习时间序列复杂特征,但其性能依赖超参数设置。遗传算法通过对种群迭代优化,确定最佳超参数组合,提升预测精度。此方法适用于金融、气象等领域,实现更准确可靠的未来趋势预测。
基于GA遗传优化TCN-LSTM时间卷积神经网络时间序列预测算法matlab仿真
本项目基于MATLAB 2022a实现了一种结合遗传算法(GA)优化的时间卷积神经网络(TCN)时间序列预测算法。通过GA全局搜索能力优化TCN超参数(如卷积核大小、层数等),显著提升模型性能,优于传统GA遗传优化TCN方法。项目提供完整代码(含详细中文注释)及操作视频,运行后无水印效果预览。 核心内容包括:1) 时间序列预测理论概述;2) TCN结构(因果卷积层与残差连接);3) GA优化流程(染色体编码、适应度评估等)。最终模型在金融、气象等领域具备广泛应用价值,可实现更精准可靠的预测结果。
基于WOA鲸鱼优化的CNN-LSTM-SAM网络时间序列回归预测算法matlab仿真
本内容介绍了一种基于CNN-LSTM-SAM网络与鲸鱼优化算法(WOA)的时间序列预测方法。算法运行于Matlab2022a,完整程序无水印并附带中文注释及操作视频。核心流程包括数据归一化、种群初始化、适应度计算及参数更新,最终输出最优网络参数完成预测。CNN层提取局部特征,LSTM层捕捉长期依赖关系,自注意力机制聚焦全局特性,全连接层整合特征输出结果,适用于复杂非线性时间序列预测任务。
基于生物地理算法的MLP多层感知机优化matlab仿真
本程序基于生物地理算法(BBO)优化MLP多层感知机,通过MATLAB2022A实现随机数据点的趋势预测,并输出优化收敛曲线。BBO模拟物种在地理空间上的迁移、竞争与适应过程,以优化MLP的权重和偏置参数,提升预测性能。完整程序无水印,适用于机器学习和数据预测任务。
112 31
基于LSB最低有效位的音频水印嵌入提取算法FPGA实现,包含testbench和MATLAB对比
本项目展示了一种基于FPGA的音频水印算法,采用LSB(最低有效位)技术实现版权保护与数据追踪功能。使用Vivado2019.2和Matlab2022a开发,完整代码含中文注释及操作视频。算法通过修改音频采样点的最低有效位嵌入水印,人耳难以察觉变化。然而,面对滤波或压缩等攻击时,水印提取可能受影响。该项目运行效果无水印干扰,适合实时应用场景,核心逻辑简单高效,时间复杂度低。
基于GA遗传算法的拱桥静载试验车辆最优布载matlab仿真
本程序基于遗传算法(GA)实现拱桥静载试验车辆最优布载的MATLAB仿真,旨在自动化确定车辆位置以满足加载效率要求(0.95≤ηq≤1.05),目标是使ηq尽量接近1,同时减少车辆数量和布载耗时。程序在MATLAB 2022A版本下运行,展示了工况1至工况3的测试结果。通过优化模型,综合考虑车辆重量、位置、类型及车道占用等因素,确保桥梁关键部位承受最大荷载,从而有效评估桥梁性能。核心代码实现了迭代优化过程,并输出最优布载方案及相关参数。
基于MobileNet深度学习网络的活体人脸识别检测算法matlab仿真
本内容主要介绍一种基于MobileNet深度学习网络的活体人脸识别检测技术及MQAM调制类型识别方法。完整程序运行效果无水印,需使用Matlab2022a版本。核心代码包含详细中文注释与操作视频。理论概述中提到,传统人脸识别易受非活体攻击影响,而MobileNet通过轻量化的深度可分离卷积结构,在保证准确性的同时提升检测效率。活体人脸与非活体在纹理和光照上存在显著差异,MobileNet可有效提取人脸高级特征,为无线通信领域提供先进的调制类型识别方案。
基于模糊神经网络的金融序列预测算法matlab仿真
本程序为基于模糊神经网络的金融序列预测算法MATLAB仿真,适用于非线性、不确定性金融数据预测。通过MAD、RSI、KD等指标实现序列预测与收益分析,运行环境为MATLAB2022A,完整程序无水印。算法结合模糊逻辑与神经网络技术,包含输入层、模糊化层、规则层等结构,可有效处理金融市场中的复杂关系,助力投资者制定交易策略。
AI助理

你好,我是AI助理

可以解答问题、推荐解决方案等