信号处理之(文件批处理+小波分解+波形图的生成)

提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档

文章目录


前言

本文介绍了信号上的一些处理也就是对波的一些处理如地震波,电磁波,地磁波、声波等一系列问题的处理及信号提取加分解。


一、前期准备工作之数据自动读取

  • 以下代码是实现波形数据也就是一维数据的自动读取
  • 以下是批次读取文件数据的代码
python 复制代码
import os
import glob
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import pywt
from scipy.signal import spectrogram
from scipy.io import wavfile

a = list(np.linspace(0,86401,10000))
def read_txt_files(folder_path):
    txt_files = glob.glob(os.path.join(folder_path, "*.dat"))  # 获取文件夹中所有的txt文件路径
    for file_path in txt_files:
        with open(file_path, 'r') as file:
            lines = file.readlines()
        waveform_data = []
        # 遍历每一行数据
        for line in lines:
            # 去除行末尾的换行符
            line = line.strip()
            line = line.split(' ')
            # 将字符串类型的数据转换为浮点数,并添加到列表中
            waveform_data.append(line)
# 调用函数并传入文件夹路径
folder_path = r"F:\wave\data"
read_txt_files(folder_path)

二、前期准备工作之信号分解(小波分解)

  • 小波分解能将特定频率范围内的波数据分解出来存储到小波系数当中
  • 小波重构能将小波系数在转回到波数据
python 复制代码
# 设置小波类型和分解层数
wavelet = 'db4'
level = 16
signal = wave_data_H
# 进行小波分解
coeffs = pywt.wavedec(signal, wavelet, level=level)
# 设置要保留的频率范围
desired_freq_range = (0.5, 35)
# 对每个频率范围内的系数进行处理
for i in range(1, len(coeffs)):
    # 获取当前频率范围内的系数
    current_coeffs = coeffs[i]
    # 将不在目标频率范围内的系数置零
    current_coeffs[np.abs(current_coeffs) < desired_freq_range[0]] = 0
    current_coeffs[np.abs(current_coeffs) > desired_freq_range[1]] = 0
    # current_coeffs[:] = 0
    # 更新系数
    coeffs[i] = current_coeffs
# 重构信号
reconstructed_signal = pywt.waverec(coeffs, wavelet)

三、前期准备工作之数据可视化(波形图展示)

  • 波形图是一种能很好展示波数据频率的一种可视化方式
python 复制代码
 plt.figure(figsize=(13, 7))
 plt.plot(t, reconstructed_signal)
 plt.title('Reconstructed Signal')
 plt.xlim(0,86400)
 plt.xticks(np.arange(0,86401,3600),np.arange(0,86401,3600),fontsize=8)
 #plt.savefig(r"F:\wave\data_image" + file_name + ".jpg")
 plt.show()

四、总代码合并展示

python 复制代码
import os
import glob
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import pywt
from scipy.signal import spectrogram
from scipy.io import wavfile

a = list(np.linspace(0,86401,10000))
def read_txt_files(folder_path):
    txt_files = glob.glob(os.path.join(folder_path, "*.dat"))  # 获取文件夹中所有的txt文件路径
    for file_path in txt_files:
        with open(file_path, 'r') as file:
            lines = file.readlines()
        waveform_data = []
        # 遍历每一行数据
        for line in lines:
            # 去除行末尾的换行符
            line = line.strip()
            line = line.split(' ')
            # 将字符串类型的数据转换为浮点数,并添加到列表中
            waveform_data.append(line)
        # 打印提取的波形数据
        wave_data = waveform_data[0][9:]
        wave_data_H = []
        for i in range(len(wave_data) // 4):
            wave_data_H.append(wave_data[i * 4])
        wave_data_H = np.array(wave_data_H).astype(np.float32)
        # 设置小波类型和分解层数
        wavelet = 'db4'
        level = 16
        signal = wave_data_H
        # 进行小波分解
        coeffs = pywt.wavedec(signal, wavelet, level=level)
        # 设置要保留的频率范围
        desired_freq_range = (0.5, 35)
        # 对每个频率范围内的系数进行处理
        for i in range(1, len(coeffs)):
            # 获取当前频率范围内的系数
            current_coeffs = coeffs[i]
            # 将不在目标频率范围内的系数置零
            current_coeffs[np.abs(current_coeffs) < desired_freq_range[0]] = 0
            current_coeffs[np.abs(current_coeffs) > desired_freq_range[1]] = 0
            # current_coeffs[:] = 0
            # 更新系数
            coeffs[i] = current_coeffs
        # 重构信号
        reconstructed_signal = pywt.waverec(coeffs, wavelet)
        t = np.linspace(0, 86400, num=86400, endpoint=False)
        sample_rate = 44100  # 设置采样率
        file_name = "\\" + file_path.split('\\')[-1].split('.')[0]
        plt.figure(figsize=(13, 7))
        plt.plot(t, reconstructed_signal)
        plt.title('Reconstructed Signal')
        plt.xlim(0,86400)
        plt.xticks(np.arange(0,86401,3600),np.arange(0,86401,3600),fontsize=8)
        plt.savefig(r"F:\wave\data_image" + file_name + ".jpg")
        # plt.show()

# 调用函数并传入文件夹路径
folder_path = r"F:\wave\data"
read_txt_files(folder_path)

总结

以上的三大部分单拿出一个都可以去干别的,如文件自动化处理、信号处理和可视化图表,合起来用就可以将n个数据分解并保存到图片当中,威力无穷。

相关推荐
小淮AI3 小时前
从“刷题”到“追问”:AI课堂正在重塑哪些学习旧习惯?
人工智能·学习
阿童木写作3 小时前
跨境电商图片翻译工具推荐:批量图片翻译+视频字幕翻译+智能抠图
python·macos·音视频·xcode
cui_ruicheng3 小时前
LangChain 应用开发(十四):Agent 上下文与记忆机制
服务器·人工智能·python·langchain
circuitsosk4 小时前
任务规划器的三种范式对比:ReAct、Plan-and-Execute 与 Tree-of-Thought 在真实业务中的取舍
前端·javascript·python·react.js·llm·ai agent
shehuiyuelaiyuehao4 小时前
算法31,前缀和,可被k整除的子数组
数据结构·python·算法
wixzjsh4 小时前
TCP通信与HTTP协议学习笔记:粘包、三次握手、四次挥手与C/S、B/S模型
学习·tcp/ip·http
ZhiMuZhiLing4 小时前
拓客软件学习成本实测方法论:从注册到出第一批名单要多久
学习·流量运营·用户运营
宸津-代码粉碎机4 小时前
AI攻防战升级!基于Spring AI构建Java应用自动免疫安全体系
java·大数据·开发语言·人工智能·python·安全·spring
测试19984 小时前
如何用appium搭建Android自动化测试框架?
自动化测试·软件测试·python·测试工具·职场和发展·appium·测试用例
程序员大雄学编程4 小时前
微积分46. 无穷级数四大核心性质:从理论到实践的全方位解析
python·学习·微积分·学习工具