如何给数据添加高斯白噪声?
在軸承故障研究中免不了要涉及到給數(shù)據(jù)主動(dòng)加入噪聲的情況,一般我們加的是高斯白噪聲。高斯白噪聲定義如下:
定義一:如果一個(gè)噪聲,它的瞬時(shí)值服從高斯分布,而它的功率譜密度又是均勻分布的,則稱(chēng)它為高斯白噪聲。
定義二:在一般的通信系統(tǒng)的工作頻率范圍內(nèi)熱噪聲的頻譜是均勻分布的,好像白光的頻譜在可見(jiàn)光的頻譜范圍內(nèi)均勻分布那樣,所以熱噪聲又常稱(chēng)為白噪聲。由于熱噪聲是由大量自由電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,其統(tǒng)計(jì)特性服從高斯分布,故常將熱噪聲稱(chēng)為高斯白噪聲。
信噪比公式如下:
?
在論文里我們一般按照信噪比SNR大小來(lái)給原始信號(hào)中添加白噪聲,代碼如下:
def awgn(x, snr):'''加入高斯白噪聲 :x: 原始信號(hào):snr: 信噪比'''snr = 10 ** (snr / 10.0)xpower = np.sum(x ** 2) / len(x)npower = xpower / snrnoise = np.random.randn(len(x)) * np.sqrt(npower)return x + noise我們從西儲(chǔ)大學(xué)軸承數(shù)據(jù)中取一段時(shí)序信號(hào):
?加入噪聲后是這樣:
前段時(shí)間看過(guò)的論文都沒(méi)有太明確說(shuō)明怎么進(jìn)行測(cè)試的。首先測(cè)試集應(yīng)該是加噪聲的,至于訓(xùn)練集需不需要加噪聲就見(jiàn)仁見(jiàn)智了。我個(gè)人測(cè)試的結(jié)果是,訓(xùn)練集如果不加噪聲的話效果特別差,如果加噪聲的話效果就比較好接受,大家可以自己試試看。
總結(jié)
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