多传感器时频信号处理:多通道非平稳数据的分析工具(Matlab代码实现)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了多传感器时频信号处理:多通道非平稳数据的分析工具(Matlab代码实现)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

💥💥💞💞欢迎来到本博客❤️❤️💥💥

🏆博主优势:🌞🌞🌞博客内容尽量做到思维缜密,逻辑清晰,为了方便读者。

⛳️座右铭:行百里者,半于九十。

📋📋📋本文目录如下:🎁🎁🎁

目录

💥1 概述

📚2 运行结果

🌈3 Matlab代码实现

🎉4 参考文献


💥1 概述

本文可塑造性强。 本文介绍了高分辨率多传感器时频分布(MTFD)及其在多通道非平稳信号分析中的应用。该方法结合了高分辨率时频分析和阵列信号处理方法。MTFD的性能通过多种应用进行了演示,包括基于到达方向(DOA)估计的源定位和非平稳源的自动组分分离(ACS),重点是盲源分离。MTFD方法通过脑电图信号的两个应用进一步说明。一种专门使用 ACS 和 DOA 估计方法进行伪影去除和源定位。另一种使用MTFD进行跨渠道因果关系分析。本文可以换上自己的数据,并将这些方法实现。

📚2 运行结果

多传感器时频信号处理:多通道非平稳数据的分析工具(Matlab代码实现)

多传感器时频信号处理:多通道非平稳数据的分析工具(Matlab代码实现)

 部分代码:

clear; close all; clc;
addpath(genpath('Supporting functions'));

%% Main

%% Extracting SNR information from Data Folders
S = dir('../data/DOA Data');
SNR_N = sum([S(~ismember({S.name},{'.','..'})).isdir]);
SNR_i = zeros(1,SNR_N);
for i = 1:SNR_N
    [~, r1] = strtok(S(7+i).name);
    [s1, rrr] = strtok(r1);
    SNR_i(1,i) = str2double(s1);
end
SNR_i = sort(SNR_i);
%% MUSIC and TF-MUSIC Spectrum
SNR_N = 2;
figure('Color',[1 1 1],'Position',[100, 70, 900 500]);
ha = tight_subplot(SNR_N/2,2,[0.05 0.01],[0.12 0.12],[0.08 0.08]);
for i = 1:SNR_N
    Path = ['../data/DOA Data/SNR ' num2str(SNR_i(i)), ' dB'];
    load([Path '/Averaged_Spectrum']);
    axes(ha(i));
    plot(theta, P_tf_music_avg,'-b','linewidth',2); hold on;
    plot(theta, P_music_avg,'-.r','linewidth',2); hold on;
    plot(repmat(ra(1),10),linspace(0,1.2,10),'k--','linewidth',2); hold on
    plot(repmat(ra(2),10),linspace(0,1.2,10),'k--','linewidth',2); grid on
    axis([0 39.9 0 1.2])
    if(mod(i,2) && i < SNR_N-1)
        set(gca,'XTickLabel','','fontweight','bold','fontsize',13);
        ylabel('P_M_U_S_I_C (\theta)','Fontsize',16);
        title(['SNR = ' num2str(SNR_i(i)), ' dB'],'fontsize',20);
    elseif i == SNR_N-1
        set(gca,'fontweight','bold','fontsize',13);
        ylabel('P_M_U_S_I_C (\theta)','Fontsize',16);
        xlabel('\theta (deg)','Fontsize',16);
        title(['SNR = ' num2str(SNR_i(i)), ' dB'],'fontsize',20);
    elseif i == SNR_N
        set(gca,'YTickLabel','','fontweight','bold','fontsize',13);
        xlabel('\theta (deg)','Fontsize',16);
        title(['SNR = ' num2str(SNR_i(i)), ' dB'],'fontsize',20);
        legend('TF-MUSIC Averaged Spectrum','MUSIC Averaged Spectrum','True Angles','Location','Southwest')
    else
        set(gca,'XTickLabel','','YTickLabel','','fontweight','bold');
        title(['SNR = ' num2str(SNR_i(i)), ' dB'],'fontsize',20);
    end
end
set(gcf,'Units','inches'); screenposition = get(gcf,'Position');
set(gcf,'PaperPosition',[0 0 screenposition(3:4)],'PaperSize',screenposition(3:4));

%% DOA NMSE
SNR_N = sum([S(~ismember({S.name},{'.','..'})).isdir]);
Path = ['../data/DOA Data/SNR ' num2str(SNR_i(i)), ' dB'];
load([Path '/DOA'],'ra');
nmse_music     = zeros(length(ra), SNR_N);
nmse_tf_music  = zeros(length(ra), SNR_N);
nmse_esprit    = zeros(length(ra), SNR_N);
nmse_tf_esprit = zeros(length(ra), SNR_N);
music_rate    = zeros(length(ra), SNR_N);
tf_music_rate = zeros(length(ra), SNR_N);
for i = 1:SNR_N
    Path = ['../data/DOA Data/SNR ' num2str(SNR_i(i)), ' dB'];
    load([Path '/DOA']);
    for j = 1:length(ra)
        temp1 = DOA_music(:,j); temp2 = DOA_tf_music(:,j);
        music_rate(j,i)    = sum(temp1~=0)/length(temp1);
        tf_music_rate(j,i) = sum(temp2~=0)/length(temp2);
        temp1 = temp1(temp1~=0); temp2 = temp2(temp2~=0);
        nmse_music(j,i)     = (mean(((temp1 - ra(j))/ra(j)).^2));
        nmse_tf_music(j,i)  = (mean(((temp2 - ra(j))/ra(j)).^2));
        nmse_esprit(j,i)    = (mean(((DOA_esprit(:,j) - ra(j))/ra(j)).^2));
        nmse_tf_esprit(j,i) = (mean(((DOA_tf_esprit(:,j) - ra(j))/ra(j)).^2));
    end
end
fprintf(2,'Mean Probability of Detection (Pd)\n');
fprintf('MUSIC     : %0.3f\n',mean(mean(music_rate)));
fprintf('TF_MUSIC  : %0.3f\n',mean(mean(tf_music_rate)))
fprintf('ESPRIT    : %0.1f\n',1)
fprintf('TF_ESPRIT : %0.1f\n',1)
figure('Color',[1 1 1],'Position',[100, 10, 650, 550]);
ha = tight_subplot(1,1,[0.01 0.01],[0.12 0.1],[0.12 0.12]);
axes(ha(1));
plot(SNR_i,10*log10(mean(nmse_tf_music)),'-b','linewidth',2);  hold on;
plot(SNR_i,10*log10(mean(nmse_music)),'--b','linewidth',2);    hold on;
plot(SNR_i,10*log10(mean(nmse_tf_esprit)),'-.r','linewidth',2); hold on;
plot(SNR_i,10*log10(mean(nmse_esprit)),':r','linewidth',2);   grid on;
xlim([SNR_i(1) SNR_i(end)]);
legend('TF-MUSIC','MUSIC','TF-ESPRIT','ESPRIT','Location','Southwest');
set(gca,'fontweight','bold','fontsize',14);
title('DOA Normalized Mean Square Error','fontsize',18);
xlabel('SNR (dB)'); ylabel('NMSE (dB)');
set(gcf,'Units','inches'); screenposition = get(gcf,'Position');
set(gcf,'PaperPosition',[0 0 screenposition(3:4)],'PaperSize',screenposition(3:4));

%% DOA PDFs
SNR_N = 2;
bins_N = 100;
for i = 1:SNR_N
    aa= figure('Color',[1 1 1],'Position',[100, 0, 650, 700]);
    ha = tight_subplot(2,1,[0.01 0.01],[0.1 0.1],[0.05 0.05]);
    Path = ['../data/DOA Data/SNR ' num2str(SNR_i(i)), ' dB'];
    load([Path '/DOA']);
    axes(ha(1)); temp = DOA_music; temp = temp(temp~=0);
    histogram(temp, bins_N,'Normalization','probability','facecolor',[1 0.84 0],'linewidth',1.2); hold on;
    temp = DOA_tf_music; temp = temp(temp~=0);
    histogram(temp, bins_N,'Normalization','probability',...
        'facecolor',[1 0 0],'linewidth',1.2); xlim([0 40]);
    temp1 = DOA_music(:,1); temp1 = temp1(temp1~=0); u1 = mean(temp1); s = std(temp1);
    tag11 = ['\mu_1 = ', num2str(round(u1,1)), ', \sigma_1 = ', num2str(round(s,1))];
    temp1 = DOA_music(:,2); temp1 = temp1(temp1~=0); u1 = mean(temp1); s = std(temp1);
    tag12 = ['\mu_2 = ', num2str(round(u1,1)), ', \sigma_2 = ', num2str(round(s,1))];
    tag1 = ['         MUSIC' char(10) tag11 char(10) tag12];
    temp1 = DOA_tf_music(:,1); temp1 = temp1(temp1~=0); u1 = mean(temp1); s = std(temp1);
    tag11 = ['\mu_1 = ', num2str(round(u1,1)), ', \sigma_1 = ', num2str(round(s,1))];
    temp1 = DOA_tf_music(:,2); temp1 = temp1(temp1~=0); u1 = mean(temp1); s = std(temp1);
    tag12 = ['\mu_2 = ', num2str(round(u1,1)), ', \sigma_2 = ', num2str(round(s,1))];
    tag2 = ['       TF-MUSIC' char(10) tag11 char(10) tag12];
    legend(tag1, tag2,'Location','Northwest'); grid on;
    set(gca,'XTickLabel','','YTickLabel','','fontweight','bold','fontsize',13);
    title(['SNR = ' num2str(SNR_i(i)), ' dB'],'fontsize',20);
    axes(ha(2));
    histogram(DOA_esprit, bins_N,'Normalization','probability',...
        'facecolor',[0 0.5 0],'linewidth',1.2); hold on;
    histogram(DOA_tf_esprit, bins_N,'Normalization','probability',...
        'facecolor',[0 0.45 0.74],'linewidth',1.2); xlim([0 40]);
    temp1 = DOA_esprit(:,1); u1 = mean(temp1); s = std(temp1);
    tag11 = ['\mu_1 = ', num2str(round(u1,1)), ', \sigma_1 = ', num2str(round(s,1))];
    temp1 = DOA_esprit(:,2); u1 = mean(temp1); s = std(temp1);
    tag12 = ['\mu_2 = ', num2str(round(u1,1)), ', \sigma_2 = ', num2str(round(s,1))];
    tag1 = ['         ESPRIT' char(10) tag11 char(10) tag12];
    temp1 = DOA_tf_esprit(:,1); u1 = mean(temp1); s = std(temp1);
    tag11 = ['\mu_1 = ', num2str(round(u1,1)), ', \sigma_1 = ', num2str(round(s,1))];
    temp1 = DOA_tf_esprit(:,2); u1 = mean(temp1); s = std(temp1);
    tag12 = ['\mu_2 = ', num2str(round(u1,1)), ', \sigma_2 = ', num2str(round(s,1))];
    tag2 = ['       TF-ESPRIT' char(10) tag11 char(10) tag12];
    legend(tag1, tag2,'Location','Northwest'); grid on;
    set(gca,'YTickLabel','','fontweight','bold','fontsize',13);
    xlabel('\theta (deg)');
    set(gcf,'Units','inches'); screenposition = get(gcf,'Position');
    set(gcf,'PaperPosition',[0 0 screenposition(3:4)],'PaperSize',screenposition(3:4));
end

🌈3 Matlab代码实现

🎉4 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。

[1] B. Boashash, A. Aissa-El-Bey, M. F. Al-Sa'd, Multisensor Time-Frequency Signal Processing:
    A tutorial review with illustrations in selected application areas, Digital Signal Processing, In Press.
[2] B. Boashash, A. Aissa-El-Bey, M. F. Al-Sa'd, Multisensor time-frequency signal processing software Matlab package: An analysis tool for multichannel non-stationary data , SoftwareX, In Press.
 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-501756.html

到了这里,关于多传感器时频信号处理:多通道非平稳数据的分析工具(Matlab代码实现)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • LabVIEW多通道压力传感器实时动态检测

    LabVIEW多通道压力传感器实时动态检测 介绍了一种基于LabVIEW的多通道压力传感器实时动态检测系统,解决压阻式压力传感器温度补偿过程的复杂度,提高测量的准确性。通过自动轮询检测方法,结合硬件检测模型和多通道检测系统设计,本系统能够实时、准确地测量压阻式压

    2024年02月22日
    浏览(33)
  • EEG&CNN深度学习神经网络前置:处理EEG脑电信号生成时频图dataset

    2023/3/9 -3/11 脑机接口学习内容一览:                  前段时间做了比较多的提取频谱特征来进行机器学习,进而完成模式识别的任务。在这这一篇博客中,将尝试使用EEG信号,主要使用plt.specgram()函数来生成脑电信号的时频图dataset,为接下来使用神经网络进行深度学

    2024年02月06日
    浏览(30)
  • 多通道振弦传感器无线采集仪通过短信和FTP文件修改参数

    多通道振弦传感器无线采集仪通过短信和FTP文件修改参数     通过短信修改参数 向设备发送参数修改指令,设备在下次采发过程中若收到包含有合法指令的短信时会解析并执行短信内的指令,参数修改完成后会以短信形式回发应答信息。短信指令的格式如下:   $SETP=参数地

    2024年02月03日
    浏览(39)
  • 振弦传感器信号转换器应用山体滑坡安全监测

    振弦传感器信号转换器应用山体滑坡安全监测 随着人类文明的进步,自然灾害对人们的生活和财产安全造成的威胁也越来越大。山体滑坡作为自然灾害中的一种,给人们的生活和财产安全带来了极大的威胁。因此,进行山体滑坡的安全监测显得尤为重要。振弦传感器信号转换

    2024年02月14日
    浏览(44)
  • 第十八篇、基于Arduino uno,获取手势识别传感器的信号——结果导向

    说明:该传感器模块集手势识别和触摸检测功能于一体,提供0~30cm以内的可调检测范围。它可以检测 5 向触摸信号和 7 种手势:向左移动、向右移动、向前移动、向后移动、向上拉、向下拉、拉和移除。 说明:虽然手势识别传感器形态各异,但是原理和代码都是适用的。  

    2024年02月07日
    浏览(35)
  • 【hx717称重传感器采集芯片】双输入通道高精度 24 位模/数(A/D)转换器芯片(附芯片手册)

    以下是官方文档的简介 HX717A/B 采用了海芯科技专利技术,是一款专为高精度电子计量仪表而设计的 24 位 A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比,该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路,具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优

    2024年02月17日
    浏览(48)
  • 冰箱主控 32位MCU,多通道、高精度的AD采样配合温度传感器,实现冰箱各温室的精确控温;低功耗设计

    概览 小华高性价比32位MCU,多通道、高精度的AD采样配合温度传感器,实现冰箱各温室的精确控温;低功耗设计,绿色低碳、节能环保;模块化设计,充分利用丰富的通讯接口,使主控板、显示板和驱动板灵活搭配,设计方便。 方案特点 48MHz32bit ARM Cortex-M0+内核 多种低功耗模

    2024年04月28日
    浏览(31)
  • 通过STM32内部ADC将烟雾传感器发送的信号值显示在OLED上

    一.CubeMX配置 首先我们在CubeMX配置ADC1, 设置一个定时器TIM2定时1s采样一次以及刷新一次OLED, 打开IIC用于驱动OLED显示屏。 二.程序 在Keil5中添加好oled的显示库,以及用来显示的函数、初始化函数、清屏函数等。在主程序中初始化oled,并将其清屏。 在定时器中断回调函数中对A

    2024年02月15日
    浏览(31)
  • 基于高频方波电压信号注入的永磁同步电机无传感器控制仿真及其原理介绍

    注入的高频方波信号为: 可以得到估计轴的高频响应电流为: 当向定子绕组注入高频电压信号时,所注入的高频信号频率远高于基波信号频率。因此,IPMSM 在a-β轴的电压模型可以表示为: 假定在一个采样周期内,电流线性变化,di/dt等于△i/△t,则可整理为: 转子位置估计框图

    2024年02月04日
    浏览(34)
  • FPGA实验笔记_Vivado:DDS信号发生器;数码管;基于DHT11的温湿度传感器

    目录 1、 FPGA的DDS信号发生器 1.1、DDS简介 1.2、ROM IP核的生成 1.3、波形数据的生成 1.4、 ROM的调用 1.5、 完整代码(包括拓展部分) 2、数码管显示 2.1、数码管简要说明 2.2、SM410564 3、基于DHT11的温湿度传感器 3.1、DHT11 3.2、基本思路 3.3、数据分离模块(BTD) 3.4、数据转换模块(

    2024年02月04日
    浏览(36)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包