由于 ICEEMDAN 方法的分解效果取决于白噪声幅值权重(Nstd)和噪声添加次数(NE),因此

由于 ICEEMDAN 方法的分解效果取决于白噪声幅值权重(Nstd)和噪声添加次数(NE),因此,采用智能优化算法对 ICEEMDAN 的2个参数进行优化,基于鲸鱼WOA优化算法优化ICEEMDAN,利用WOA优化算法确定其最佳参数,熵值为适应度函数。 程序语言为matlab。 直接替换数据就可以用。

搞信号处理的老铁们应该都懂,模态分解这玩意儿参数调起来有多玄学。今天咱们唠唠怎么用鲸鱼算法(WOA)把ICEEMDAN的两个关键参数Nstd和NE给调明白了。直接上硬货,手把手教你用Matlab整活!

先看核心代码片段------适应度函数怎么写。这玩意儿直接决定优化方向:

matlab 复制代码
function fitness = fitness_func(params)
    % params(1)=Nstd, params(2)=NE
    [modes, ~] = ICEEMDAN(y, params(1), params(2), 500, 0.3); 
    entropy = 0;
    for i=1:size(modes,1)
        [~,ent] = ksdensity(modes(i,:));
        entropy = entropy + ent;
    end
    fitness = entropy; % 总熵值越小越好
end

这里用核密度估计求每个IMF的熵值总和,熵值越小说明分解后的模态越干净。注意第5行调用了ICEEMDAN的原始函数,记得要提前把信号y加载到工作区。

鲸鱼算法主循环里最骚的操作是螺旋更新:

matlab 复制代码
while t < max_iter
    a = 2 - t*(2/max_iter); % 收敛因子递减
    for i=1:search_num
        r1 = rand();
        r2 = rand();
        A = 2*a*r1 - a;  % 随机扰动项
        C = 2*r2;        % 随机系数
        
        p = rand();
        if p < 0.5
            % 包围捕食
            if abs(A)<1
                D = abs(C*X_leader - X(i,:));
                X(i,:) = X_leader - A*D;
            else
                % 全局随机搜索
                rand_index = randi(search_num);
                X_rand = X(rand_index,:);
                D = abs(C*X_rand - X(i,:));
                X(i,:) = X_rand - A*D;
            end
        else
            % 螺旋气泡网攻击
            b = 1; % 螺旋形状参数
            l = (a-1)*rand + 1;
            D_leader = abs(X_leader - X(i,:));
            X(i,:) = D_leader*exp(b*l).*cos(2*pi*l) + X_leader;
        end
    end
    t = t+1;
end

这段实现了鲸鱼的三种捕食行为:包围猎物、随机搜索、螺旋更新。注意参数a是随时间递减的(第2行),前期允许大范围搜索,后期逐渐收敛。X矩阵存的是所有候选解,也就是不同的[Nstd, NE]组合。

实际跑起来你会发现,Nstd的优化范围建议设在0.01-0.3之间,NE在50-300之间比较合适。举个栗子,处理ECG信号时最优参数可能是Nstd=0.12,NE=178这种组合。优化后的ICEEMDAN分解效果肉眼可见提升------伪模态明显减少,心跳波形里的PQRST波群分离得更干净了。

最后说下数据替换:把待处理信号存成列向量y,直接替换代码里的示例数据就能用。记得预处理步骤别偷懒,该去基线漂移的先去,别让噪声影响参数优化效果。完整代码在GitHub(假装有个链接),需要的老铁评论区自取。下期可能整点VMD参数优化的活儿,看大家反馈咯~

相关推荐
聊询QQ:688238862 天前
基于萤火虫算法优化的随机森林回归预测——创新算法流程详解
dalvik
花城飞猪3 个月前
Android系统框架知识系列(二十):专题延伸:JVM vs ART/Dalvik - Android运行时演进深度解析
android·jvm·dalvik
xzkyd outpaper4 个月前
JVM、Dalvik、ART区别
jvm·dalvik
xzkyd outpaper5 个月前
JVM、Dalvik、ART垃圾回收机制
jvm·dalvik
小书房6 个月前
Android的Dalvik和ART
android·aot·jit·art·dalvik
xzkyd outpaper6 个月前
Dalvik虚拟机、ART虚拟机与JVM的核心区别
android·jvm·dalvik·计算机八股
布拉德很帅7 个月前
Android ART运行时无缝替换Dalvik虚拟机的过程分析
android·dalvik
KdanMin8 个月前
《Android低内存设备性能优化实战:深度解析Dalvik虚拟机参数调优》
android·性能优化·dalvik
帅次9 个月前
Flutter Widget 体系结构解析
android·flutter·ios·小程序·xcode·web app·dalvik