Rで解析:ウェーブレット解析「W2CWM2C」パッケージの紹介


投稿日: Rの解析に役に立つ記事

ウェーブレット解析の歴史を調べると、フランスの地質学者Jean Morletが1975年頃に衝撃波の反射を三角関数で重ね合わせ、信号として表現し油床の存在を推定しようとしました。その作業は非常に困難だったようです。そこで、1980年初頭に三角関数ではなく「短い波」を重ね合わせ信号として表現する理論を構築しました。これが「現在のウェーブレット解析」の基礎となるようです。

ウェーブレット解析は、地質学、宇宙物理学、タンパク質解析だけではなく、2001年に規格化されたJPEG 2000の画像圧縮アルゴリズムにも使用されています。なんとなく「ウェーブレット解析」という名前を聞かれたことがあるのではないでしょうか。

残念ながら、ウェーブレット解析の詳細を説明する力量がないので、参考URLまたは参考PDFを書かれた大阪教育大学 芦野 隆一先生も翻訳に関わっている本を参照ください。

ウェーブレット解析、何か未知の可能性を感じます。学ぶ価値があると思います。

パッケージのバージョンは2.0。R version 3.2.1でコマンドを確認しています。


参考図書:ウェーヴレットと直交関数系
出版社: 東京電機大学出版局 (2001/04)


参考URL:
大阪教育大学 芦野 隆一先生のウェブページ
https://www.osaka-kyoiku.ac.jp/~ashino/indexj.html
https://www.osaka-kyoiku.ac.jp/~ashino/pdf/wavelet.pdf

画像圧縮アルゴリズム
http://fussy.web.fc2.com/algo/algo8-8.htm


パッケージのインストール

下記コマンドを実行してください。

#パッケージのインストール
install.packages("W2CWM2C")

実行コマンドの紹介

詳細はコマンドまたはパッケージヘルプを確認してください。

#パッケージの読み込み
library("W2CWM2C")

###データ例の準備#####
#パッケージ付属のデータを読み込み
data(dataexample)
#読み込みデータの整形
dataexample <- dataexample[-1]
dataexample <- dataexample[, 1:5]
lrdatex <- apply(log(dataexample), 2, diff)
inputDATA <- ts(lrdatex, start = 1, frequency = 1)
########

###全コマンド共通オプションの説明#####
#説明が困難な箇所は原文です
#inputDATA:解析データ,tsクラスのオブジェクトで時系列データです,
#          付属データを確認してください
#Wname:The wavelet function or filter to use in the decomposition
#J:Specifies the depth of the decomposition
#device: “screen”, “jpg”, “png”, “eps”, “pdf”が指定可能
#        “screen”を指定した場合以降のオプションはNULLを指定します
#Hfig:“jpg”, “png”の高さを指定
#WFig:“jpg”, “png”の幅を指定
#Hpdf:“eps”, “pdf”の高さを指定
#Wpdf:“eps”, “pdf”の幅を指定
######################################

#ウェブレットの相関を表示:WCコマンド
#パラメータの指定
Wname <- "la8"
J <- 8
#データのプロット
compWC <- WC(inputDATA, Wname, J, device = "screen",
             filename = NULL, Hfig = NULL, WFig = NULL, Hpdf = NULL, Wpdf = NULL)

#ウェブレットの相互相関を表示:WCCコマンド
#パラメータの指定
Wname <- "la8"
J <- 8
lmax <- 30
#データのプロット
compWCC <- WCC(inputDATA, Wname, J, lmax, device = "screen",
               filename = NULL, Hfig = NULL, WFig = NULL, Hpdf = NULL, Wpdf = NULL)

#ウェブレットの重相関係数を表示:WMCコマンド
#パラメータの指定
Wname <- "la8"
J <- 8
#データのプロット
compWMC <- WMC(inputDATA, Wname, J, device = "screen",
               filename = NULL, Hfig = NULL, WFig = NULL, Hpdf = NULL, Wpdf = NULL)

#ウェブレットの相互相関と重相関係数を表示:WMCCコマンド
#パラメータの指定
Wname <- "la8"
J <- 8
lmax <- 30
#データのプロット
compWCC <- WMCC(inputDATA, Wname, J, lmax, device = "screen",
                filename = NULL, Hfig = NULL, WFig = NULL, Hpdf = NULL, Wpdf = NULL)


出力例

・WCコマンド
WC

・WCCコマンド
WCC

・WMCコマンド
WMC

・WMCCコマンド
WMCC


少しでも、あなたのウェブや実験の解析が楽になりますように!!

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