Upload 5 files
Browse files- add_noise_floor.m +31 -0
- ban.m +104 -0
- proce.m +147 -0
- processs.m +211 -0
- test_augmentation.m +71 -0
add_noise_floor.m
ADDED
|
@@ -0,0 +1,31 @@
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 |
+
function iq_new = add_noise_floor(iq_raw, intensity)
|
| 2 |
+
% add_noise_floor: Tăng mức nhiễu nền cho tín hiệu IQ
|
| 3 |
+
%
|
| 4 |
+
% INPUT:
|
| 5 |
+
% iq_raw : Tín hiệu phức gốc (1xN)
|
| 6 |
+
% intensity: Hệ số tăng cường nhiễu (>= 0)
|
| 7 |
+
% 0 : Giữ nguyên (Không thêm gì)
|
| 8 |
+
% 0.5 : Thêm nhiễu nhẹ (Nền sáng lên một chút)
|
| 9 |
+
% 1.0 : Thêm nhiễu bằng đúng nhiễu nền cũ (Nền tăng 3dB)
|
| 10 |
+
% 3.0 : Nhiễu mạnh (Nền chuyển màu rõ rệt)
|
| 11 |
+
% 5.0 trở lên: Rất mạnh (Có thể che lấp tín hiệu yếu)
|
| 12 |
+
|
| 13 |
+
if intensity <= 0
|
| 14 |
+
iq_new = iq_raw;
|
| 15 |
+
return;
|
| 16 |
+
end
|
| 17 |
+
|
| 18 |
+
% 1. Đo biên độ nhiễu nền hiện tại (Dùng trung vị để bỏ qua tín hiệu Drone)
|
| 19 |
+
% Đây là bước quan trọng để biết cần bơm bao nhiêu là đủ.
|
| 20 |
+
current_noise_floor_amp = median(abs(iq_raw));
|
| 21 |
+
|
| 22 |
+
% 2. Tạo nhiễu trắng chuẩn hóa (Unit power)
|
| 23 |
+
% randn tạo phân bố chuẩn (Gaussian)
|
| 24 |
+
noise_vector = (randn(size(iq_raw)) + 1j*randn(size(iq_raw))) / sqrt(2);
|
| 25 |
+
|
| 26 |
+
% 3. Khuếch đại nhiễu theo hệ số intensity và mức nền cũ
|
| 27 |
+
added_noise = current_noise_floor_amp * intensity * noise_vector;
|
| 28 |
+
|
| 29 |
+
% 4. Cộng chồng vào tín hiệu gốc
|
| 30 |
+
iq_new = iq_raw + added_noise;
|
| 31 |
+
end
|
ban.m
ADDED
|
@@ -0,0 +1,104 @@
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 |
+
clear; clc; close all;
|
| 2 |
+
|
| 3 |
+
%% 1. CẤU HÌNH NHẬP LIỆU (THEO YÊU CẦU CỦA BẠN)
|
| 4 |
+
filename = "D:/UAV_DETECT/drone-rf/AVATA2/VTSBW=10/pack1_0-1s.iq"; % Tên file của bạn
|
| 5 |
+
fs = 100e6; % 100 MSps
|
| 6 |
+
duration_ms = 30; % Cắt 30ms
|
| 7 |
+
start_offset_s = 0.5; % Bắt đầu cắt từ giây thứ 0.5 (tránh đoạn đầu nếu cần)
|
| 8 |
+
|
| 9 |
+
% Cấu hình STFT (Spectrogram)
|
| 10 |
+
nfft = 1024;
|
| 11 |
+
overlap = 512;
|
| 12 |
+
win_len = 3072; % Window dài hơn NFFT (Lưu ý: sẽ gây time-aliasing trong FFT)
|
| 13 |
+
window_func = hamming(win_len);
|
| 14 |
+
|
| 15 |
+
% Cấu hình Hiển thị
|
| 16 |
+
clim_range = [-120, 50];
|
| 17 |
+
cmap_steps = 256;
|
| 18 |
+
|
| 19 |
+
%% 2. ĐỌC DỮ LIỆU RAW (COMPLEX FLOAT)
|
| 20 |
+
fprintf('Đang đọc file %s ...\n', filename);
|
| 21 |
+
fid = fopen(filename, 'rb');
|
| 22 |
+
if fid == -1, error('Không tìm thấy file!'); end
|
| 23 |
+
|
| 24 |
+
% Bỏ qua đoạn đầu (nếu cần)
|
| 25 |
+
fseek(fid, floor(start_offset_s * fs * 2 * 4), 'bof'); % 2 float/sample, 4 byte/float
|
| 26 |
+
|
| 27 |
+
% Đọc đúng số mẫu cho 30ms
|
| 28 |
+
num_samples = floor(duration_ms/1000 * fs);
|
| 29 |
+
raw_data = fread(fid, [2, num_samples], 'float32');
|
| 30 |
+
fclose(fid);
|
| 31 |
+
|
| 32 |
+
% Chuyển sang số phức (I + jQ)
|
| 33 |
+
iq_raw = raw_data(1,:) + 1i*raw_data(2,:);
|
| 34 |
+
iq_raw = iq_raw.'; % Chuyển thành cột
|
| 35 |
+
|
| 36 |
+
% --- [QUAN TRỌNG] KIỂM TRA MỨC NĂNG LƯỢNG GỐC ---
|
| 37 |
+
% Để augment phù hợp, ta cần biết nhiễu nền gốc mạnh cỡ nào
|
| 38 |
+
current_power_db = 20*log10(mean(abs(iq_raw).^2));
|
| 39 |
+
fprintf('Công suất trung bình file gốc: %.2f dB\n', current_power_db);
|
| 40 |
+
% Nếu nền màu Xanh Lá, giá trị này chắc chắn đang tầm -30dB đến -40dB
|
| 41 |
+
|
| 42 |
+
%% 3. THỰC HIỆN AUGMENTATION (TÙY CHỈNH CHO NỀN XANH)
|
| 43 |
+
fprintf('Đang thêm nhiễu...\n');
|
| 44 |
+
|
| 45 |
+
% Khởi tạo các bản copy
|
| 46 |
+
iq_awgn = iq_raw;
|
| 47 |
+
iq_phase = iq_raw;
|
| 48 |
+
iq_fading = iq_raw;
|
| 49 |
+
|
| 50 |
+
% A. NHIỄU BIÊN ĐỘ (AWGN)
|
| 51 |
+
% Vì nền gốc đang cao (-35dB), ta phải cộng nhiễu mạnh hơn mức đó
|
| 52 |
+
% thì mới thấy "hột" mới. Ta cộng nhiễu mức -30dB.
|
| 53 |
+
target_noise_db = -30; % Cao hơn hoặc bằng nền gốc
|
| 54 |
+
noise_pwr = 10^(target_noise_db/20);
|
| 55 |
+
noise_vec = sqrt(noise_pwr/2) * (randn(size(iq_raw)) + 1i*randn(size(iq_raw)));
|
| 56 |
+
iq_awgn = iq_raw + noise_vec;
|
| 57 |
+
|
| 58 |
+
% B. NHIỄU PHA (PHASE NOISE)
|
| 59 |
+
% Rung pha mạnh (15 độ) để làm nhòe tín hiệu trên nền xanh
|
| 60 |
+
phase_jitter = deg2rad(45 * randn(size(iq_raw)));
|
| 61 |
+
iq_phase = iq_raw .* exp(1i * phase_jitter);
|
| 62 |
+
|
| 63 |
+
% C. FADING (MULTIPATH)
|
| 64 |
+
% Tạo rãnh đen cắt ngang nền xanh
|
| 65 |
+
taps = [1, 0.5*exp(1i*pi/3), 0.3*exp(1i*pi)]; % 3 đường phản xạ mạnh
|
| 66 |
+
taps = taps / norm(taps); % Chuẩn hóa
|
| 67 |
+
iq_fading = conv(iq_raw, taps, 'same');
|
| 68 |
+
|
| 69 |
+
%% 4. VẼ VÀ SO SÁNH
|
| 70 |
+
figure('Name', 'Test Augmentation trên Pack1.iq', 'Position', [100, 100, 1500, 400], 'Color', 'k');
|
| 71 |
+
|
| 72 |
+
% Vẽ 4 hình
|
| 73 |
+
my_spectrogram(iq_raw, fs, window_func, overlap, nfft, clim_range, 1, '1. GỐC (Nền Xanh)');
|
| 74 |
+
my_spectrogram(iq_awgn, fs, window_func, overlap, nfft, clim_range, 2, '2. Thêm AWGN (Nổi hạt)');
|
| 75 |
+
my_spectrogram(iq_phase, fs, window_func, overlap, nfft, clim_range, 3, '3. Nhiễu Pha (Nhòe dọc)');
|
| 76 |
+
my_spectrogram(iq_fading, fs, window_func, overlap, nfft, clim_range, 4, '4. Fading (Rãnh đen)');
|
| 77 |
+
|
| 78 |
+
%% HÀM VẼ (TÙY BIẾN CHO STFT CỦA BẠN)
|
| 79 |
+
function my_spectrogram(iq, fs, win, ovrlp, nfft, clims, idx, title_str)
|
| 80 |
+
subplot(1, 4, idx);
|
| 81 |
+
|
| 82 |
+
% Tính Spectrogram
|
| 83 |
+
% Lưu ý: Hàm spectrogram của MATLAB sẽ tự xử lý nếu len(win) > nfft
|
| 84 |
+
[s, f, t] = spectrogram(iq, win, ovrlp, nfft, fs, 'centered');
|
| 85 |
+
|
| 86 |
+
% Chuyển dB
|
| 87 |
+
s_db = 20*log10(abs(s).^2 + 1e-12);
|
| 88 |
+
|
| 89 |
+
% Vẽ ảnh (Dùng imagesc để giống cách Deep Learning nhìn)
|
| 90 |
+
% Trục ngang: Tần số (Width=1024), Trục dọc: Thời gian
|
| 91 |
+
% Deep Learning thường thích Input (H, W). Ở đây ta vẽ (Time, Freq)
|
| 92 |
+
imagesc(f/1e6, t*1000, s_db.');
|
| 93 |
+
|
| 94 |
+
set(gca, 'YDir', 'normal'); % Time 0 ở dưới, hoặc 'reverse' nếu muốn 0 ở trên
|
| 95 |
+
colormap(jet(256));
|
| 96 |
+
clim(clims); % [-120, 50]
|
| 97 |
+
|
| 98 |
+
title(title_str, 'Color', 'w');
|
| 99 |
+
xlabel('MHz');
|
| 100 |
+
if idx==1, ylabel('Time (ms)'); end
|
| 101 |
+
set(gca, 'XColor', 'w', 'YColor', 'w', 'GridColor', 'w');
|
| 102 |
+
grid on;
|
| 103 |
+
axis tight;
|
| 104 |
+
end
|
proce.m
ADDED
|
@@ -0,0 +1,147 @@
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 |
+
% ... (Đoạn code tính toán mag giữ nguyên) ...
|
| 2 |
+
clc; clear; close all;
|
| 3 |
+
|
| 4 |
+
%% 1. CẤU HÌNH ĐƯỜNG DẪN & THAM SỐ
|
| 5 |
+
input_folder = "D:\uav_detect\drone-rf\MAVIC3PRO\VTSBW=20"; % Folder chứa file .iq
|
| 6 |
+
output_root = "D:\uav_detect\drone-rf\v20"; % Folder tổng chứa kết quả
|
| 7 |
+
|
| 8 |
+
% --- Global Scale (CỐ ĐỊNH CHO CẢ TẬP) ---
|
| 9 |
+
|
| 10 |
+
% --- Tham số STFT ---
|
| 11 |
+
fs = 100e6;
|
| 12 |
+
duration_ms = 30;
|
| 13 |
+
overlap_time = 0.5;
|
| 14 |
+
|
| 15 |
+
nfft = 1024;
|
| 16 |
+
window = hamming(3072);
|
| 17 |
+
spec_overlap = nfft/2;
|
| 18 |
+
cmap = colormap(jet(256));
|
| 19 |
+
|
| 20 |
+
% Tính toán kích thước cắt
|
| 21 |
+
samples_per_image = round(fs * (duration_ms / 1000));
|
| 22 |
+
step_size = round(samples_per_image * (1 - overlap_time));
|
| 23 |
+
bytes_back = (samples_per_image - step_size) * 8;
|
| 24 |
+
|
| 25 |
+
%% 2. QUÉT FILE TRONG FOLDER
|
| 26 |
+
% Tìm tất cả file .iq trong folder drone-rf
|
| 27 |
+
file_pattern = fullfile(input_folder, 'pack2_*.iq');
|
| 28 |
+
file_list = dir(file_pattern);
|
| 29 |
+
function mag_norm = robust_normalize(mag_db)
|
| 30 |
+
% prctile(data, p) trả về giá trị phân vị thứ p
|
| 31 |
+
min_val = prctile(mag_db(:), 10);
|
| 32 |
+
|
| 33 |
+
max_val = min_val + 80;
|
| 34 |
+
|
| 35 |
+
mag_clip = mag_db;
|
| 36 |
+
mag_clip(mag_clip < min_val) = min_val;
|
| 37 |
+
mag_clip(mag_clip > max_val) = max_val;
|
| 38 |
+
|
| 39 |
+
mag_norm = (mag_clip - min_val) / (max_val - min_val);
|
| 40 |
+
end
|
| 41 |
+
if isempty(file_list)
|
| 42 |
+
error('Không tìm thấy file .iq nào trong folder "%s"', input_folder);
|
| 43 |
+
end
|
| 44 |
+
|
| 45 |
+
% Tạo folder output gốc nếu chưa có
|
| 46 |
+
if ~exist(output_root, 'dir')
|
| 47 |
+
mkdir(output_root);
|
| 48 |
+
end
|
| 49 |
+
|
| 50 |
+
fprintf('Tìm thấy %d file trong "%s".\n', length(file_list), input_folder);
|
| 51 |
+
|
| 52 |
+
|
| 53 |
+
%% 3. BẮT ĐẦU XỬ LÝ HÀNG LOẠT
|
| 54 |
+
% Mẹo: Nếu máy mạnh, đổi "for" thành "parfor" để chạy song song (nhanh gấp 4-8 lần)
|
| 55 |
+
for k = 1:length(file_list)
|
| 56 |
+
|
| 57 |
+
% Lấy tên file và đường dẫn đầy đủ
|
| 58 |
+
current_filename = file_list(k).name;
|
| 59 |
+
full_path = fullfile(file_list(k).folder, current_filename);
|
| 60 |
+
|
| 61 |
+
% Tạo folder con: dataset_spectrograms/spectrogram01, 02...
|
| 62 |
+
sub_folder_name = sprintf('spectrogram%02d', k+1);
|
| 63 |
+
output_dir = fullfile(output_root, sub_folder_name);
|
| 64 |
+
|
| 65 |
+
if ~exist(output_dir, 'dir')
|
| 66 |
+
mkdir(output_dir);
|
| 67 |
+
end
|
| 68 |
+
|
| 69 |
+
fprintf('--> [%d/%d] Đang xử lý: %s >>> Lưu vào: %s\n', ...
|
| 70 |
+
k, length(file_list), current_filename, sub_folder_name);
|
| 71 |
+
|
| 72 |
+
% Mở file
|
| 73 |
+
fid = fopen(full_path, 'r');
|
| 74 |
+
if fid == -1
|
| 75 |
+
warning('Lỗi mở file %s', full_path);
|
| 76 |
+
continue;
|
| 77 |
+
end
|
| 78 |
+
|
| 79 |
+
fseek(fid, 0, 'eof'); file_size = ftell(fid); fseek(fid, 0, 'bof');
|
| 80 |
+
img_count = 0;
|
| 81 |
+
|
| 82 |
+
% --- VÒNG LẶP CẮT ẢNH ---
|
| 83 |
+
while ~feof(fid)
|
| 84 |
+
img_count = img_count + 1;
|
| 85 |
+
|
| 86 |
+
raw_data = fread(fid, [2, samples_per_image], 'float32');
|
| 87 |
+
if size(raw_data, 2) < samples_per_image
|
| 88 |
+
break;
|
| 89 |
+
end
|
| 90 |
+
|
| 91 |
+
% Xử lý tín hiệu
|
| 92 |
+
iq_chunk = complex(raw_data(1,:), raw_data(2,:));
|
| 93 |
+
[s, ~, ~] = spectrogram(iq_chunk, window, spec_overlap, nfft, fs, 'centered');
|
| 94 |
+
mag = 20*log10(abs(s) + eps);
|
| 95 |
+
|
| 96 |
+
[num_freq_bins, ~] = size(mag); % Lấy chiều cao ảnh (ví dụ 2048)
|
| 97 |
+
|
| 98 |
+
% 1. Xử lý BIÊN (Roll-off)
|
| 99 |
+
% Thường bỏ khoảng 10% ở mỗi đầu (trên và dưới)
|
| 100 |
+
edge_percent = 0.05;
|
| 101 |
+
|
| 102 |
+
|
| 103 |
+
% Tô đen biên dưới (Tần số thấp)
|
| 104 |
+
mag_norm = robust_normalize(mag);
|
| 105 |
+
|
| 106 |
+
% 2. Xử lý GAI DC (DC Spike)
|
| 107 |
+
% DC nằm chính giữa trục tần số (khi dùng 'centered')
|
| 108 |
+
%dc_center = floor(num_freq_bins / 2) + 1;
|
| 109 |
+
%dc_width = 4; % Xóa khoảng 4-5 pixel quanh tâm
|
| 110 |
+
|
| 111 |
+
% Tô đen vùng tâm
|
| 112 |
+
%mag(dc_center-dc_width : dc_center+dc_width, :) = GLOBAL_MIN_DB;
|
| 113 |
+
% --- CHUẨN HÓA GLOBAL ---
|
| 114 |
+
|
| 115 |
+
|
| 116 |
+
% Tạo ảnh màu RGB
|
| 117 |
+
img_rgb = ind2rgb(gray2ind(mag_norm, 256), cmap);
|
| 118 |
+
%[h_img, w_img, ~] = size(img_rgb);
|
| 119 |
+
%margin_px = round(h_img * edge_percent);
|
| 120 |
+
%img_rgb(1:margin_px+23, :, :) = 0;
|
| 121 |
+
|
| 122 |
+
% Gán màu đen cho biên trên (Tần số cao)
|
| 123 |
+
%img_rgb(end-margin_px+10:end, :, :) = 0;
|
| 124 |
+
% Lưu file (Quality 95 để giữ chi tiết cho SAHI)
|
| 125 |
+
fname = sprintf('seq%02d_%05d.jpg', k, img_count);
|
| 126 |
+
imwrite(img_rgb, fullfile(output_dir, fname), 'Quality', 95);
|
| 127 |
+
|
| 128 |
+
% Lùi đầu đọc (Overlap)
|
| 129 |
+
fseek(fid, -bytes_back, 'cof');
|
| 130 |
+
|
| 131 |
+
end
|
| 132 |
+
|
| 133 |
+
fclose(fid);
|
| 134 |
+
end
|
| 135 |
+
|
| 136 |
+
fprintf('\n=== HOÀN TẤT! KIỂM TRA FOLDER "%s" ===\n', output_root);
|
| 137 |
+
% mag = 20*log10(abs(s) + eps);
|
| 138 |
+
|
| 139 |
+
%% --- BƯỚC LỌC NHIỄU BIÊN & DC (MASKING) ---
|
| 140 |
+
% Mục tiêu: Tô đen những vùng không tin cậy để ảnh đẹp và Model không học sai.
|
| 141 |
+
|
| 142 |
+
|
| 143 |
+
|
| 144 |
+
|
| 145 |
+
%% --- TIẾP TỤC QUY TRÌNH CHUẨN HÓA NHƯ CŨ ---
|
| 146 |
+
% mag(mag < GLOBAL_MIN_DB) = GLOBAL_MIN_DB;
|
| 147 |
+
% ...
|
processs.m
ADDED
|
@@ -0,0 +1,211 @@
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 |
+
clc; clear; close all;
|
| 2 |
+
|
| 3 |
+
|
| 4 |
+
function iq_new = iq_augment(iq_raw, type, param)
|
| 5 |
+
% iq_raw: Tín hiệu gốc 1xN
|
| 6 |
+
% type: 'awgn', 'phase', 'fading', 'burst'
|
| 7 |
+
% param: Tham số điều chỉnh độ mạnh
|
| 8 |
+
|
| 9 |
+
iq_new = iq_raw;
|
| 10 |
+
|
| 11 |
+
% Lấy biên độ đỉnh của tín hiệu (làm mốc tham chiếu)
|
| 12 |
+
% Dùng quantile 99.9% để tránh nhiễu đột biến (spike) làm sai lệch
|
| 13 |
+
peak_amp = quantile(abs(iq_raw), 0.999);
|
| 14 |
+
avg_amp = mean(abs(iq_raw));
|
| 15 |
+
|
| 16 |
+
switch type
|
| 17 |
+
case 'awgn'
|
| 18 |
+
%% 1. NHIỄU TRẮNG (Additive Noise) - Fix lại logic
|
| 19 |
+
% param: Tỷ lệ nhiễu so với đỉnh tín hiệu (0.0 -> 1.0)
|
| 20 |
+
% Ví dụ: 0.05 (nhẹ), 0.2 (mạnh)
|
| 21 |
+
|
| 22 |
+
% Tạo nhiễu phức có phân bố chuẩn
|
| 23 |
+
noise = (randn(size(iq_raw)) + 1j*randn(size(iq_raw)));
|
| 24 |
+
|
| 25 |
+
% Chuẩn hóa nhiễu về biên độ 1
|
| 26 |
+
noise = noise / std(noise);
|
| 27 |
+
|
| 28 |
+
% Cộng vào: Noise level tính theo Peak của tín hiệu
|
| 29 |
+
% Nếu param = 0.1, nghĩa là nhiễu cao bằng 10% tín hiệu mạnh nhất
|
| 30 |
+
iq_new = iq_raw + (peak_amp * param) * noise;
|
| 31 |
+
|
| 32 |
+
case 'phase'
|
| 33 |
+
%% 2. NHIỄU PHA (Phase Noise/Jitter)
|
| 34 |
+
% param: Độ lệch pha tối đa (Radian). Ví dụ: 0.5 (nhòe nhẹ), 1.5 (nhòe mạnh)
|
| 35 |
+
|
| 36 |
+
% Tạo nhiễu pha ngẫu nhiên
|
| 37 |
+
theta_noise = param * randn(size(iq_raw));
|
| 38 |
+
|
| 39 |
+
% Nhân xoay pha
|
| 40 |
+
iq_new = iq_raw .* exp(1j * theta_noise);
|
| 41 |
+
|
| 42 |
+
case 'fading'
|
| 43 |
+
%% 3. FADING (Multipath) - Làm tín hiệu đứt đoạn
|
| 44 |
+
% param: Tốc độ biến thiên (Hz). Ví dụ: 50
|
| 45 |
+
|
| 46 |
+
len = length(iq_raw);
|
| 47 |
+
|
| 48 |
+
% Tạo bộ lọc thông thấp để làm mượt envelope fading
|
| 49 |
+
% (Mô phỏng sự thay đổi chậm của kênh truyền)
|
| 50 |
+
filter_len = round(len / param);
|
| 51 |
+
if filter_len < 3, filter_len = 3; end
|
| 52 |
+
|
| 53 |
+
% Tạo nhiễu Gaussian ngẫu nhiên
|
| 54 |
+
fading_process = randn(1, len) + 1j*randn(1, len);
|
| 55 |
+
|
| 56 |
+
% Lọc làm trơn (Moving Average)
|
| 57 |
+
env = movmean(abs(fading_process), filter_len);
|
| 58 |
+
|
| 59 |
+
% Chuẩn hóa envelope về [0, 1] để nó cắt tín hiệu
|
| 60 |
+
env = (env - min(env)) / (max(env) - min(env));
|
| 61 |
+
|
| 62 |
+
% Nhân chồng lên tín hiệu
|
| 63 |
+
iq_new = iq_raw .* env;
|
| 64 |
+
|
| 65 |
+
case 'burst'
|
| 66 |
+
%% 4. NHIỄU XUNG (Interference) - Vạch sọc dọc
|
| 67 |
+
% param: Xác suất xuất hiện (0.01 -> 0.05)
|
| 68 |
+
|
| 69 |
+
% Tạo mặt nạ ngẫu nhiên
|
| 70 |
+
mask = rand(size(iq_raw)) < param;
|
| 71 |
+
|
| 72 |
+
% Tạo nhiễu xung cường độ CỰC MẠNH (bằng 80% đỉnh tín hiệu)
|
| 73 |
+
burst_val = (randn(size(iq_raw)) + 1j*randn(size(iq_raw))) * (peak_amp * 0.8);
|
| 74 |
+
|
| 75 |
+
iq_new = iq_raw + mask .* burst_val;
|
| 76 |
+
end
|
| 77 |
+
end
|
| 78 |
+
%% 1. CẤU HÌNH ĐƯỜNG DẪN & THAM SỐ
|
| 79 |
+
input_folder = "D:\uav_detect\drone-rf\DAUTELEVONANO"; % Folder chứa file .iq
|
| 80 |
+
output_root = "D:\uav_detect\drone-rf\DAUTELEVONANO\test"; % Folder tổng chứa kết quả
|
| 81 |
+
|
| 82 |
+
% --- Global Scale (CỐ ĐỊNH CHO CẢ TẬP) ---
|
| 83 |
+
GLOBAL_MIN_DB = -120; % Mức sàn nhiễu (Nền Xanh)
|
| 84 |
+
GLOBAL_MAX_DB = 50; % Mức tín hiệu (Đỏ)
|
| 85 |
+
|
| 86 |
+
% --- Tham số STFT ---
|
| 87 |
+
fs = 100e6;
|
| 88 |
+
duration_ms = 30;
|
| 89 |
+
overlap_time = 0.5;
|
| 90 |
+
|
| 91 |
+
nfft = 1024;
|
| 92 |
+
window = hamming(3072);
|
| 93 |
+
spec_overlap = nfft/2;
|
| 94 |
+
cmap = colormap(jet(256));
|
| 95 |
+
aug_types = {'original', 'awgn_light', 'awgn_heavy', 'phase_noise', 'fading'};
|
| 96 |
+
% Tính toán kích thước cắt
|
| 97 |
+
samples_per_image = round(fs * (duration_ms / 1000));
|
| 98 |
+
step_size = round(samples_per_image * (1 - overlap_time));
|
| 99 |
+
bytes_back = (samples_per_image - step_size) * 8;
|
| 100 |
+
|
| 101 |
+
%% 2. QUÉT FILE TRONG FOLDER
|
| 102 |
+
% Tìm tất cả file .iq trong folder drone-rf
|
| 103 |
+
file_pattern = fullfile(input_folder, 'pack1_*.iq');
|
| 104 |
+
file_list = dir(file_pattern);
|
| 105 |
+
|
| 106 |
+
if isempty(file_list)
|
| 107 |
+
error('Không tìm thấy file .iq nào trong folder "%s"', input_folder);
|
| 108 |
+
end
|
| 109 |
+
|
| 110 |
+
% Tạo folder output gốc nếu chưa có
|
| 111 |
+
if ~exist(output_root, 'dir')
|
| 112 |
+
mkdir(output_root);
|
| 113 |
+
end
|
| 114 |
+
|
| 115 |
+
fprintf('Tìm thấy %d file trong "%s".\n', length(file_list), input_folder);
|
| 116 |
+
fprintf('Scale áp dụng: [%d dB, %d dB]\n', GLOBAL_MIN_DB, GLOBAL_MAX_DB);
|
| 117 |
+
|
| 118 |
+
%% 3. BẮT ĐẦU XỬ LÝ HÀNG LOẠT
|
| 119 |
+
% Mẹo: Nếu máy mạnh, đổi "for" thành "parfor" để chạy song song (nhanh gấp 4-8 lần)
|
| 120 |
+
for k = 1:length(file_list)
|
| 121 |
+
|
| 122 |
+
% Lấy tên file và đường dẫn đầy đủ
|
| 123 |
+
current_filename = file_list(k).name;
|
| 124 |
+
full_path = fullfile(file_list(k).folder, current_filename);
|
| 125 |
+
|
| 126 |
+
% Tạo folder con: dataset_spectrograms/spectrogram01, 02...
|
| 127 |
+
sub_folder_name = sprintf('spectrogram%02d', k);
|
| 128 |
+
output_dir = fullfile(output_root, sub_folder_name);
|
| 129 |
+
|
| 130 |
+
if ~exist(output_dir, 'dir')
|
| 131 |
+
mkdir(output_dir);
|
| 132 |
+
end
|
| 133 |
+
|
| 134 |
+
fprintf('--> [%d/%d] Đang xử lý: %s >>> Lưu vào: %s\n', ...
|
| 135 |
+
k, length(file_list), current_filename, sub_folder_name);
|
| 136 |
+
|
| 137 |
+
% Mở file
|
| 138 |
+
fid = fopen(full_path, 'r');
|
| 139 |
+
if fid == -1
|
| 140 |
+
warning('Lỗi mở file %s', full_path);
|
| 141 |
+
continue;
|
| 142 |
+
end
|
| 143 |
+
|
| 144 |
+
fseek(fid, 0, 'eof'); file_size = ftell(fid); fseek(fid, 0, 'bof');
|
| 145 |
+
img_count = 0;
|
| 146 |
+
|
| 147 |
+
% --- VÒNG LẶP CẮT ẢNH ---
|
| 148 |
+
while ~feof(fid)
|
| 149 |
+
img_count = img_count + 1;
|
| 150 |
+
|
| 151 |
+
raw_data = fread(fid, [2, samples_per_image], 'float32');
|
| 152 |
+
if size(raw_data, 2) < samples_per_image
|
| 153 |
+
break;
|
| 154 |
+
end
|
| 155 |
+
|
| 156 |
+
% Xử lý tín hiệu
|
| 157 |
+
iq_chunk = complex(raw_data(1,:), raw_data(2,:));
|
| 158 |
+
|
| 159 |
+
% ...
|
| 160 |
+
aug_types = {'awgn_light', 'awgn_heavy', 'phase', 'fading', 'burst'};
|
| 161 |
+
|
| 162 |
+
for a = 2
|
| 163 |
+
type_key = aug_types{a};
|
| 164 |
+
|
| 165 |
+
switch type_key
|
| 166 |
+
case 'awgn_light'
|
| 167 |
+
% Cộng nhiễu bằng 5% đỉnh tín hiệu (Thấy nền nhiễu dâng lên nhẹ)
|
| 168 |
+
iq_processed = iq_augment(iq_chunk, 'awgn', 0.05);
|
| 169 |
+
|
| 170 |
+
case 'awgn_heavy'
|
| 171 |
+
% Cộng nhiễu bằng 20% đỉnh tín hiệu (Nền nhiễu dâng cao, Drone mờ đi)
|
| 172 |
+
iq_processed = iq_augment(iq_chunk, 'awgn', 5);
|
| 173 |
+
|
| 174 |
+
case 'phase'
|
| 175 |
+
% Lệch pha 0.8 rad (Khoảng 45 độ) -> Vạch tín hiệu sẽ bị toe toét
|
| 176 |
+
iq_processed = iq_augment(iq_chunk, 'phase', 0.8);
|
| 177 |
+
|
| 178 |
+
case 'fading'
|
| 179 |
+
% Fading nhanh (biến thiên 200 lần trong khung hình)
|
| 180 |
+
iq_processed = iq_augment(iq_chunk, 'fading', 200);
|
| 181 |
+
|
| 182 |
+
case 'burst'
|
| 183 |
+
% 3% thời gian bị nhiễu xung chèn vào
|
| 184 |
+
iq_processed = iq_augment(iq_chunk, 'burst', 0.03);
|
| 185 |
+
end
|
| 186 |
+
|
| 187 |
+
% ... (Tiếp tục tạo Spectrogram như cũ) ...
|
| 188 |
+
|
| 189 |
+
[s, ~, ~] = spectrogram(iq_chunk, window, spec_overlap, nfft, fs, 'centered');
|
| 190 |
+
mag = 20*log10(abs(s) + eps);
|
| 191 |
+
|
| 192 |
+
% --- CHUẨN HÓA GLOBAL ---
|
| 193 |
+
mag(mag < GLOBAL_MIN_DB) = GLOBAL_MIN_DB;
|
| 194 |
+
mag(mag > GLOBAL_MAX_DB) = GLOBAL_MAX_DB;
|
| 195 |
+
mag_norm = (mag - GLOBAL_MIN_DB) / (GLOBAL_MAX_DB - GLOBAL_MIN_DB);
|
| 196 |
+
|
| 197 |
+
% Tạo ảnh màu RGB
|
| 198 |
+
img_rgb = ind2rgb(gray2ind(mag_norm, 256), cmap);
|
| 199 |
+
|
| 200 |
+
% Lưu file (Quality 95 để giữ chi tiết cho SAHI)
|
| 201 |
+
fname = sprintf('seq%02d_%05d_%s.jpg', k, img_count, type_key);
|
| 202 |
+
imwrite(img_rgb, fullfile(output_dir, fname), 'Quality', 95);
|
| 203 |
+
end
|
| 204 |
+
% Lùi đầu đọc (Overlap)
|
| 205 |
+
fseek(fid, -bytes_back, 'cof');
|
| 206 |
+
end
|
| 207 |
+
|
| 208 |
+
fclose(fid);
|
| 209 |
+
end
|
| 210 |
+
|
| 211 |
+
fprintf('\n=== HOÀN TẤT! KIỂM TRA FOLDER "%s" ===\n', output_root);
|
test_augmentation.m
ADDED
|
@@ -0,0 +1,71 @@
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 |
+
clear; clc; close all;
|
| 2 |
+
|
| 3 |
+
%% 1. CẤU HÌNH (User Config)
|
| 4 |
+
filename = "D:/uav_detect/drone-rf/AVATA2/VTSBW=10/pack1_0-1s.iq";
|
| 5 |
+
output_dir = "D:/uav_detect/drone-rf/v20";
|
| 6 |
+
fs = 100e6;
|
| 7 |
+
duration_ms = 30;
|
| 8 |
+
overlap_time = 0.5;
|
| 9 |
+
|
| 10 |
+
nfft = 1024;
|
| 11 |
+
window = hamming(3072);
|
| 12 |
+
spec_overlap = nfft/2;
|
| 13 |
+
cmap = colormap(jet(256));
|
| 14 |
+
|
| 15 |
+
|
| 16 |
+
%% 2. LOAD DATA
|
| 17 |
+
fprintf('Đang đọc file %s ...\n', filename);
|
| 18 |
+
fid = fopen(filename, 'rb');
|
| 19 |
+
if fid == -1, error('File not found'); end
|
| 20 |
+
% Đọc 30ms
|
| 21 |
+
num_samples = floor(duration_ms/1000 * fs);
|
| 22 |
+
raw = fread(fid, [2, num_samples], 'float32');
|
| 23 |
+
fclose(fid);
|
| 24 |
+
iq_raw = raw(1,:) + 1i*raw(2,:); iq_raw = iq_raw.';
|
| 25 |
+
|
| 26 |
+
%% 3. AUGMENTATION (Dùng Class IQAugmenterPro đã gửi trước đó)
|
| 27 |
+
% Khởi tạo
|
| 28 |
+
|
| 29 |
+
|
| 30 |
+
|
| 31 |
+
|
| 32 |
+
% --- TẠO CÁC CASE TEST ĐỊNH LƯỢNG ---
|
| 33 |
+
function mag_norm = robust_normalize(mag_db)
|
| 34 |
+
% prctile(data, p) trả về giá trị phân vị thứ p
|
| 35 |
+
min_val = prctile(mag_db(:), 10);
|
| 36 |
+
|
| 37 |
+
max_val = min_val + 80;
|
| 38 |
+
|
| 39 |
+
mag_clip = mag_db;
|
| 40 |
+
mag_clip(mag_clip < min_val) = min_val;
|
| 41 |
+
mag_clip(mag_clip > max_val) = max_val;
|
| 42 |
+
|
| 43 |
+
mag_norm = (mag_clip - min_val) / (max_val - min_val);
|
| 44 |
+
end
|
| 45 |
+
% Case 1: Gốc (Chưa làm gì) -> Kỳ vọng: Nền Xanh Lá
|
| 46 |
+
noise_levels = [0, 3, 5.0,10];
|
| 47 |
+
|
| 48 |
+
for i = 1:length(noise_levels)
|
| 49 |
+
level = noise_levels(i);
|
| 50 |
+
|
| 51 |
+
% 1. Gọi hàm thêm nhiễu
|
| 52 |
+
iq_processed = add_noise_floor(iq_raw, level);
|
| 53 |
+
|
| 54 |
+
% 2. Tạo Spectrogram
|
| 55 |
+
[s, ~, ~] = spectrogram(iq_processed, window, spec_overlap, nfft, fs, 'centered');
|
| 56 |
+
mag = 20*log10(abs(s) + eps);
|
| 57 |
+
|
| 58 |
+
% 3. Chuẩn hóa theo thang đo của bạn (Min -120, Max 50)
|
| 59 |
+
mag_norm = robust_normalize(mag);
|
| 60 |
+
% 4. Tô đen biên & DC (Giữ nguyên code cũ của bạn đoạn này)
|
| 61 |
+
img_rgb = ind2rgb(gray2ind(mag_norm, 256), jet(256));
|
| 62 |
+
|
| 63 |
+
% --- Masking biên (Code cũ) ---
|
| 64 |
+
% img_rgb(1:margin, :, :) = 0; ... v.v
|
| 65 |
+
|
| 66 |
+
% 5. Lưu ảnh
|
| 67 |
+
% Đặt tên file gợi nhớ để biết mức nhiễu
|
| 68 |
+
% Ví dụ: seq01_00001_noise0.jpg, seq01_00001_noise1.5.jpg
|
| 69 |
+
fname = sprintf('seq%02d_%05d_noise_lvl_%.1f.jpg', 5, 1, level);
|
| 70 |
+
imwrite(img_rgb, fullfile(output_dir, fname), 'Quality', 95);
|
| 71 |
+
end
|