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我这样理解:就是原数据和IMFs的关系可以用“3=1+1+1”这样简单的理解吗

2023-10-10 21:34 作者:海鲜榨果汁  | 我要投稿

EEMD分解后得到的IMFs保存在一个矩阵或数组中,其中每一行表示一个IMF。每个IMF具有与原始数据相同的采样点数,因此形状与原始数据相同。


假设原始数据是一个长度为N的一维信号,经过EEMD分解后得到的IMFs将形成一个大小为M×N的矩阵,其中M是IMFs的数量(包括残差项),N是原始数据的采样点数。


可以将IMFs保存在一个二维数组中,其中每一行表示一个IMF。例如,使用Python的NumPy库,可以使用以下方式保存IMFs:


```python

import numpy as np


# 假设imfs是EEMD分解得到的IMFs,大小为M×N

imfs = np.array([imf1, imf2, ..., imfM])


# 保存IMFs到文件

np.savetxt('imfs.csv', imfs, delimiter=',')

```


以上代码将IMFs保存为CSV文件,每个IMF作为一列,以逗号作为分隔符。您可以将文件名替换为您希望保存的文件名。


需要注意的是,IMFs是分解得到的信号模态,它们可以通过重构来获得原始信号。通过将每个IMF加总,再加上最后一个残差项,可以重构原始信号。重构过程类似于:


```python

reconstructed_signal = np.sum(imfs, axis=0) + imfs[-1]

```


因此,IMFs提供了对原始信号的分解和表示,可以根据需要进行保存、分析或重构。

所以您的理解接近了EEMD分解和IMFs的概念,但需要进行一些修正。

EEMD分解后得到的IMFs可以看作是原始数据的一种分解形式,但不能简单地将其表示为`3=1 1 1`这样的形式。原始数据在EEMD分解后可以表示为:

原始数据 = IMF1   IMF2   IMF3   ...   IMF(n-1)   Residual

其中,IMF1、IMF2、IMF3等表示分解后的各个IMF,n是IMFs的总数量,Residual是最后的残差项。

由于IMFs的数量和形状是根据原始数据的特性和分解算法得到的,所以无法事先确定具体的IMFs数量。每个IMF表示原始数据在不同频率上的振动模式,其频率从低到高排列。最后的残差项包含了原始数据中无法通过前面的IMFs表示的高频成分。

因此,IMFs的关系可以看作是原始数据由多个IMF和一个残差项组成的,它们共同构成了原始数据的分解表示。简单地将其表示为`3=1 1 1`是不准确的,因为IMFs的数量和形状是根据原始数据的特性和分解算法决定的。

希望这个解释能够更好地帮助您理解EEMD分解和IMFs的概念。如果您还有任何疑问,请随时提问。

附一段代码:

import pandas as pd

import numpy as np

from PyEMD import EMD

import matplotlib.pyplot as plt


data = pd.read_csv('10.csv')

signal = data.iloc[:, 0]


emd = EMD()

imfs = emd.emd(signal.to_numpy())


# 计算残差

residual = signal - np.sum(imfs, axis=0)


# 结果处理和可视化

num_imfs = len(imfs)

fig, axs = plt.subplots(num_imfs + 1, figsize=(10, 15))


axs[0].plot(signal)

axs[0].set_title('Original Signal')


for i in range(1, num_imfs + 1):

    axs[i].plot(imfs[i - 1])

    axs[i].set_title(f'IMF{i}')


# 保存IMFs为CSV文件

for i in range(num_imfs):

    imf_filename = f'imf_{i+1}.csv'

    np.savetxt(imf_filename, imfs[i], delimiter=',')


axs[-1].plot(residual)

axs[-1].set_title('Residual')


fig.suptitle('EMD Decomposition Result', fontsize=14)


plt.show()


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