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Las ondículas madres más usadas son las Daubechies y se identifican como: 'db1', ‘db2’...’db10’... 'db45', en la figura 5 se muestran algunas de ellas. Obsérvese que unas son más abruptas que otras, por lo tanto se adaptarán mejor a señales que tengan parecido con ellas.

Ondículas madre tipo Daubechies

La transformada ondícula para reducción de ruido (denoising)

Este método es mejor que simplemente filtrar la señal contaminada con un filtro pasabajos ya que esto puede eliminar los cambios abruptos que aparecen en la señal y que son importantes en ella; el filtraje pasabajos también es incapaz de eliminar ruido que está en la misma banda de frecuencia de la señal; en la transformada ondícula la separación entre ruido y señal no es por frecuencia.

Se tiene una señal x contaminada con ruido blanco gaussiano de media cero. Esto produce una señal que será llamada Y. La idea es recobrar x lo mejor posible. El procedimiento sería el siguiente: Se descompone la señal Y usando una determinada ondícula madre y un determinado nivel de descomposición. Para cada uno de los Detalles resultantes de la descomposición se le aplica una eliminación de coeficientes por umbral; los detalles así procesados se utilizan para reconstruir la señal de nuevo que debiera estar más limpia. Hay dos formas de aplicar la eliminación por umbral una Suave (soft) y una Dura (hard). Dado un umbral T, la Soft funciona de la siguiente forma a la salida del proceso se tendrá una señal Z tal que:

Z = sign ( x ) ( x T ) x T 0 x T size 12{Z= left lbrace matrix { ital "sign" \( x \) \( lline x rline - T \) ~~ ital "cuando"` lline x rline>= T {} ## 0~~~~~~~ ital "cuando"` lline x rline ≺ T} ` right rbrace } {}

En cambio la Hard produce la señal Z tal que:

Z = x x T 0 x T size 12{Z= left lbrace matrix { x~~~~~~~ ital "cuando"` lline x rline>= T {} ## 0~~~~~~~ ital "cuando"` lline x rline ≺ T} ` right rbrace } {}

Para elegir el nivel de umbral más apropiado existen diferentes métodos. El software MATLAB incluye algunos de ellos: ‘rigrsure’, ‘heursure’, ‘sqtwolog’, ’minimaxi’.

Autoevaluación

Aplicando la transformada ondícula de profundad 5 a una señal, la componente cA 5 tiene una longitud de 500 puntos, ¿Qué longitud tiene la componente cD 1 ?

La longitud de la componente resulta cA 5 de dividir la longitud total entre 2 5 , despejando se obtiene una longitud total de 500x32=16000 puntos, el primer detalle tiene la mitad de la longitud total, es decir, 8000 puntos.

Aplicando la transformada ondícula de profundidad 4 a una señal muestreada a 8000Hz, ¿en qué componente se puede apreciar mejor la presencia de un tono de 440Hz?

Si la señal ha sido muestreada a 8000Hz la gama de frecuencias irá desde 0 hasta la mitad de la frecuencia de muestreo: 4000Hz. De la descomposición de profundidad 4 se obtendrán las siguientes bandas: cD 1 →2000-4000Hz, cD 2 →1000-2000Hz, cD 3 →500-1000Hz, cD 4 →250-500Hz, cA 4 →0-250Hz. El tono de 440Hz será mejor apreciado en el detalle cD 4 .

¿Cuántas componentes será necesario conservar al comprimir un señal electrocardiográfica, si la única información requerida es el instante de ocurrencia de cada ciclo?

Sólo bastaría con conservar una componente, específicamente la que contiene la frecuencia de repetición de cada ciclo.

¿Cuál de las 4 ondículas madre en la figura 5 será más recomendable al aplicar la transformada ondícula a una señal de la cual desea observarse más detalladamente la componente con mayor frecuencia?

La ondícula madre cuadrada (db1) es la que presenta el cambio más abrupto. Los cambios abruptos se asocian con altas frecuencias, lo que hace a esta ondícula madre la más recomendable para detallar la componente de mayor frecuencia (cD 1 ).

Simuladores

ESTE VINCULO contiene una carpeta con un programa realizado en MATLAB que muestra varias aplicaciones de la Transformada Ondícula. La carpeta incluye el .m y todos los archivos necesarios para su funcionamiento, si se elimina o renombra alguno de estos archivos, el programa podría no funcionar correctamente. La figura 6 contiene un video explicativo acerca del uso del programa.

Transformada ondícula matlab

Video explicativo de la utilización del programa realizado en MATLAB

Puede obtenerse también un programa realizado en LabVIEW acerca del mismo tema por medio de ESTE VINCULO . La carpeta incluye el .vi y todos los archivos necesarios para su funcionamiento. Igualmente, si se elimina o renombra alguno de estos archivos, el programa podría no funcionar correctamente. La figura 7 contiene un video explicativo acerca del uso del programa.

Transformada ondícula labview

Video explicativo de la utilización del programa realizado en LabVIEW

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Source:  OpenStax, Señales y sistemas en matlab y labview. OpenStax CNX. Sep 23, 2011 Download for free at http://cnx.org/content/col11361/1.4
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