Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   10 ,  No.   2 A pr il   2020, p p. 13 52 ~ 1358   IS S N: 20 88 - 870 8 DOI: 10 .11 591/ ijece . v10 i 2 . pp1352 - 13 58          1352       Journ al h om e page http: // ij ece.i aesc or e.c om/i nd ex .ph p/IJ ECE   Chaotic  si gnals denoisin usin g e m pirical  mode d ecomp osition  insp ired b y multivari ate denoising       Fad hil   Sahi Ha s an   Depa rtment  o E le c tri c al E ngin eering,   Mus ta nsir i y ah   Univer si t y ,   I raq       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   J un  4 , 2019   Re vis ed  Oct  17 ,   2019   Accepte Oct  27, 201 9         Empiric al   m od dec om positi o (EMD)  is  an  eff ectiv noi se  red uction   m et hod  to  enh an ce   th nois y   chaotic   sign al   ov er  addi ti v noise .   I thi pap er,  the   in tri nsic   m ode  func t ions  (IMF s)  gene ra te b y   EMD  are   thr esholde usin g   m ult iva ri at d e noising.   Multi v ari a te   deno ising   is  m ult iva ri able  denosing   al gorit hm   that  is  combined  wave l et   tr ansform   and  princ ipal  component   ana l y sis  to  den oise  m ult iva ri ate  signal in  ada pti v wa y .   Th proposed  m et hod  is  comp are at   v ari ous   signa to  nois rat ios  (SN Rs)  with  diff ere n te chn ique and  diffe ren t y pes  of  noise.   Also,  sca le   d epe nd ent  L y apunov   expone nt  (SD L E)  is  used  to   te s the   b eha v ior  o the   d enoi sed  c haot i signal  compari ng  with   cl ea sign al .   T he  result show   tha EMD - MD   m et hod  ha s   the   best  root  m ea square   err o (RMS E)  and  signal   to  noise   rat io  gain   (SN RG) c om par ing  with   the c on vent ion al   m et ho ds.   Ke yw or d s :   Chaotic  sig nal   Em pirical   m od e d ec om po sit ion   Mult ivariat e d e no isi ng   Wav el et   de no i sing   Copyright   ©   202 0   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Fadhil  Sah i b H asan,     Dep a rtm ent o f El ect rical  En gi neer i ng,   Mustansiri ryah  Unive rsity , I ra q.   Em a il fad el _sa hib@u om us ta ns iriy ah. e du.iq       1.   INTROD U CTION     Chaotic   sign al hav m any  pro per ti es  su c as  aper i od ic it y,  sensiti vity  to  init ia con diti on s ,   an wide band  s pe ct ru m   that  m ake  them   su it able  to  us e   in  m any  app li cat io ns   ar eas   su c as   secu r e     com m un ic at ion   [ 1],   i m age  encr y ption   [2 ] sp eec enc ryp ti on   [ 3]   and   ot her   ap plica ti ons Howe ver w h en   the  chao ti sign al co rru pte with  no is e   beco m ver har to  fin Ly apun ove  expo nen t,  c orr el at ion  dim ension K olm og oro e ntr oy  an oth e c hao ti syst em   par am et ers  [4 ] .   The refor e re m ov e s   the  nois from   the ch a otic si gnal s   in  af fecti ve  w ay   a re th e   m ai n   chall en ge s and t he great  sign ific a nt in  this r e searc h.     In   t he  la st  ye ars,   diff e re nt  te chn i qu e are  i ntr oduce to  r e m ov the  no i se  from   the  chao ti sign al s .   The  m os fa m ou s m e tho us in wa velet   transfor m   [ 5 - 7 ]   in  wh ic the  cha otic  sign al   is  denoise by   d ecom po s i ng  it   into  detai a nd  ap pro xim ate   com ponen t s   and  the t he  de ta il are  sm oo the us in a da ptive  thres ho l ds T find   op ti m u m   threshol for  each  scal in  wav el e dom ain ge netic   al gorithm   is  su ggeset ed   in  [8 ] In   [ 9 - 11]   du al   wa velet   trans form   are  us e as  an  e xtensi on  to  wav el et   trsform   to  re m ov the  no ise   from   chao ti si gn al   wh e re  op ti m al   deco m po sit io scal an a dapt ive  sel ect ing   wav el et   c oeffici ents  are  deter m ined .   Wh il wa velet   transfo rm   con ta ins  only   ti m do m ai local it y,  synchr osque ezed  wa ve le tra ns f or m   (SWT)   con at in cot tim and   f requen cy   pro per ti es  is   us e with  hierar c hical   thres hold  to   enh a nce  t he   c hao ti c   sign al   [12].  A no t her   m os fa m ou se  denoisi ng  te ch nique   i em pirical   m od e   dec om po s it ion   (EM D)   [ 13 ]   in  wh ic h   the  sig na is  deco m po se d   into  m any   sign al of  am plit ud a nd   fr e qu e ncy  m od ul at ed  with  zer m ean  value  that  are  cal le intrinsic  m od functi ons  (I MFs)   a nd   t hen   at   certai thres hold  sel ect   wh ic m od is  us e to  reconstr uct   the  denoised   sign al EMD   is  i m pr ov ed  in  [ 14,  15 ]   by   us ing   e ns e m ble   e m p iric a m od e   deco m po sit io (EEMD a nd  EEM an singular  val ue  deco m po si ti on   ( SVD )   r especti vely .   A no t her  i m pv em nt  to  E MD  is  dep ic te in  [ 4]  in  w hi ch  zer o - c r os sin scal thrsh old in en ha ncem ent  al gorithm   i us e to  en ha nce  noisy   cha otic  sign al Othe de no isi n c ha otg ic   te ch niques   wh ic are   c om bin ed  EM a nd   ind e pende nt c om po nen t a naly sis (I C A)   are  depict ed  i [ 16, 17] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Chaoti c sig na l s d e noisi ng usi ng empiri cal  m od e  d ec omp os i ti on  in sp ire d b y … ( Fa dh il   Sahib   H as an   1353   In  this  pap e r,  ne denoisi ng  te ch nique  t hat  is  c om bin ed  bo t EM a nd  m ulti var ia t de no isi ng  us in wa velet   and   pr inci pal  com po ne nt  an al ysi (MD - WPCA to  de noise   the  chao ti sign al   corrupt ed  by   certai a dd it iv noise   is  pro pose a nd  nam ed  EM D - M al gorithm .   MD - WPCA   is   an   extensi on  of  w avelet   denoisin t m ulti var ia te   sig na ls   that   is  pro pose in   [ 18 ]   to   de no ise   m ultiv ariat si gn al s   instea of  un i va riat e   sign al   an it   is   com bin ed  wa velet   transfor m   and   pri ncipal  com po ne nt  ana ly sis   (P CA) .   I this  pap er ins pire d   by  MD - WPCA an   intri ns ic   m od e   f unct ion s   ( IMFs)  ge ner at ed  by  EMD   ar pro per ly   a da pted  a nd  th res ho l de to  de no ise   t he  chao ti sig nal.   Fu rt her m or e,  s cal d epe nde nt  Ly ap unov  e xponent  (SDL E)   f unct ion   is  us e as   m easur to  fin the  am ou nt  of   e nh a nce m ent  factor   f or   the  pro po s ed  syst e m   com par ing   to  th cl ean   chao ti c si gn al   The  rest  of  t hi pap e is  fo l lowe as:   S ec ti on   prov i de the  blo c diagr am   of   t he  su ggest e al gorithm Sect ion   pro vid e perform ance  evaluati on  of  no ise   reducti on  m et ho d.   T he   si m ulati on   res ults  of  noi se  r e du ct i on are  s umm erize in  Secti on  4.   Fu rt her m or e,  S ect ion   c on ta i ns   t he  c on cl us ion .       2.   EMD  B AS E C HAOT I DE NOISI NG  I NS P IR ED  BY  M U LT IVARI ATE  DENOISI NG     (EM D - M D)       Figure  s how  the  bl ock   diag ram   of   E MD  ba sed  c ha otic  de no isi ng  ins pire by   m ult ivariat denoisin (EM D - M D) .   I thi syst e m the  c le an  cha otic  si gn al   x ( n is  c orr up te by  noise   w ( n with   le ng t N,  t hen the  noisy  ch a ot ic  signal   r ( n is  giv e n by:     r ( n ) =x ( n )   + w ( n ) n=1, …,N .                 ( 1)     The  obj ect ive   is  to  se par at the  cl ean  c ha ot ic   sign al   f r om   the  noise   si gn al   a nd  re co ver   t he  inte res cl ean   chao ti sig nal.   In   t he  first  st ep ,   the  si gnal   x ( n is  dec om po se into  set   of   L   basis  f un ct ion   cal le int rinsic  m od e fu nctio ns (I MFs ),   c i ( n ),i =1, …, L,   us i ng EMD algo rith m   [4, 13 ,   14 ] . Two  conditi on s ar e require in eac IMFs  [ 1 3,  14 ] :   First,  the  extr e m nu m ber   a nd   zer cr os si ng   nu m ber   m u st  be  equ al   or  diff e at   m os by  on e .   Seco nd,  the   av erag e   val ue  of  the  up per  an lowe e nv el opes  de fine by  t he  local   m axi m and   m ini m m us be  ze ro.    O ne   of  the   m os f a m ou al gorith m to  find  eac IMFs  is   cal le sifti ng  pr oc ess  that  is   it er at ive   process . T he pr ocedu re  of   sifti ng alg or it hm  can be s umm eri zed in b riefly  a [ 4,   13 ,   14 ]:   1)   Com pu te  local  m axi m a,  m ax j , j =1 , 2,…  and l ocal m ini m a,  m in k , k = 1,2,…. in  r ( n).    2)   Using  c ub ic   s pline  inter pola ti on   to  c onstr uc the  uppe a nd   l ow e e nv e lop e,  m ax(n) =  (  , )   an m in(n )=    (  , )   res pec ti vely .   3)   Find the e nvel op e  m ean,   ( ) = [  ( ) +  ( ) ] / 2 .   4)   If  e ( n)   sat isfie s the  IMF c ondi ti on s,  assig ( ) = ( )   f or  i th I M F a nd  update  r (n)  as       ( ) = ( ) ( ) .       5)   If   r(n rem ai ns   appr ox im at ely u nc ha ng e t he n back  to st ep   ( 1) an st op.    6)   Af te obta inin an  IMFs,  ( ) ,    s ub t ract    ( )   from   t he  sig nal  r (n)= r(n) -   ( )   and   back  to  ste ( 1)   i r (n)  is n ot constant  or tren t he res idu al  si g nal,   (n) .   Con se quently , t he  ori gi nal sig nal,  r(n), is  rec ov e re d by the  f ollow i ng equat ion :       ( ) = ( ) = 1 + ( )               (2)     In   the  ne xt  ste p,   the  IMFs  si gn al are  passi ng   th rou gh   M D - WPC al gorithm   to  get  the  denoised   ver si on   of  the  IMFs  s ig nals.  MD - WPCA   is  pro po se by  A m ing ha far [ 18 ]   to  rem ov noise   from   m ul tiv ariat e   no isy   sig nals   by  com bin ed  pr i ncipal  com pone nt  analy sis  (P CA an u niv a riat w avelet   thres holding.   Give t he   IMF sig nals   f ro m   the  pr e vious   st ep,  c i ( n ) a nd  t he  resid ual   ( )   an de no te by   C(i)  w her e   C(i i s   the m at rix  for m  o c i ( n ,  C(i × ( + 1 ).    T he   MD - WPCA al gorit hm  is o utli ned  in the f ollow i ng ste ps :   1)   Apply  the  D WT  at   le vel   for  eac c olu m of   t obta in  t he  ( J+1)   detai co eff ic ie nts  m at rices    D j j = 1,…,J  at   le ve to  an the   approxim at e   coeffic ie nts   A J   of   L+ channels,  w her e     D j    2 × ( + 1 ) ,  j= 1, . .,J  m at rices an d A J   2 × ( + 1 )   m at rix.       2)     Fin t he  nois co va riance   e stim at   by  a pp ly in t he  m ini m u m   covari ance  determ inant  (MCD)   to     D 1   ( =M CD( D 1 )) The fin a ort ho gonal  m at rix  by  com pu ti ng   t he  singular  value  deco m po sit i on   (S V D of    (   = Λ ) ,   wh e re  = diag ( , i = 1 , . . , + 1 )    a nd  i =1, . .,L+ a re  t he  ei genvalue s   for  eac c hann el .        3)   Nex t,  c ha ng t he  basis  u sin f or   eac det ai D j    by  us in the  f ollo wing  m ulti plication,   E j =D j V,   j = 1,..,J,  and ap ply t he  unive rsal th reshold     = 2   log   ( )   , i=1,.., L+ 1 for   t he  i th  co lum of  E j   to  obta in  ̂   4)   Find the  PCA   of the m at rix  A J   an sel ect  the  su it able  num ber  L J+1   of   us e ful  p ri ncipal c ompone nt.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  10 ,   No.  2 A pr i l 202 :   1352  -   1358   1354   5)   Chan ge  the  ba sis  of   ̂   us in   and   t hen   m ake  an  inv e rse  D WT  to  ob ta in  the  en han ce m ul ti var ia te   sign al ̃ ( ) .   6)   Apply PCA  to   ̃ ( )   an d retur t he m os t si gn ific an t pr i ncipal c om pone nts.      The final  ste p ,   the d e noise d c hao ti c si gn al   ̃ ( )   is rec ov e re f r om   ̃ ( )   accor ding t o:     ̃ ( ) = ̃ ( ) + 1 = 1 n= 1, …,N .               (3)           Figure  1. The   pr opos e c ha otic denoisi ng sy stem       3.   PERFO R MANC E E V ALU ATIO O N OISE  RED U CTIO N MET HOD   Let   us  def ine ( )   an ̃ ( )     as   the   cl ean   an de noise ch aotic   sign al   res pecti vely I or der  t com par bet w een  the   dif fere nt  noise   reducti on  m et ho ds,  the re  are   di ff ere nt  f orm ulas  that  are  use as   perform ance  evaluati on  m e asur em ent  s uc as  sig nal  to  no ise   rati ( S NR)  [ 9 10] r oo m ean  squa re  er ror   (RMSE)   [ 6 8 10]   an si gn al   to  noise   rat io  gai (SNRG)  [ 8 10] T he   form ulas  of  these   m easur es  a re   def i ned as:      = 10 × log 10 [  ( ( ) )  ( ̃ ( ) ( ) ) ]                 ( 4 )      = 1 2 ( ( ) ̃ ( ) ) 2 = 1               ( 5 )      =                         ( 6 )     wh e re   ( ( ) )   is  the  var ia nce  of  cl ean  cha otic  sign al  ( ̃ ( ) ( ) )   is  the  va riance  of   th e   error  betwee cl ean   and  de noise c hao ti si gn al   th at   is  equ i valent   to  the  noise   a nd  S NR i   is  the  i nput  sig nal  to   no ise   rati that i s  conside red in t he ran ge (0 - 30) d B wit ste a bout  5 dB.            Othe m easur e   that  help  us   to  know  w heth er  the  no isy   chao ti sig nal  i per fectl de no ise or  no is   the  scal depend e nt  Ly a punov  e xpone nt  (SDLE )   [ 19,   20] .   T he  al gorithm   of   SDLE  is  s umm a rized   i al gorithm   1.       Algori th m   1 :   Scal de pende nt ly apun ov expon e nt (SDL E)     Inp ut: The  sig na x ( n ).   Oup ut: The   S D LE  Λ ( ) .   1.   Create  th e sui table v ectors  V i   fro m  a ti me  serie s sign al  x ( n ),  n =1,. ., N   usin g   = [ ( ) , ( + ) , . . , ( + ( 1 ) ) ] , = 1 , . . ,   wh e re   = ( 1 )   is  the   rec onstr ucted   vect or s   nu m ber,  m   is  the   em bed di ng   dim ension  a nd    is t he d el ay  ti m e.   2.   Check  whet her  pairs  of   vecto rs  ( F i ,   F i satisfy  th e   hi gh   dim ensio nal  s hell  in equ alit y ,           + Δ k= 1, 2, 3, ..   wh e re    an Δ   ar the  rad i us   a nd  the   wi dth  of  the  s hell  res pe ct ively   that  are   ar bitrar ily  chosen  sm al distances  a nd  .   is  the  norm   fu nctio n.    Als o,  the  f ollo wing  co ndit ion   is   need e d:   | | ( 1 )   3.   The SDL E in  term  o tim e t,  Λ ( )   is give n by :     Λ ( ) =   + +  + +   +  + w he re    is   the  sam pling  tim e.           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Chaoti c sig na l s d e noisi ng usi ng empiri cal  m od e  d ec omp os i ti on  in sp ire d b y … ( Fa dh il   Sahib   H as an   1355   4.   SIMULATI O N RESULTS   In  this  sim ulati on ,   L or e nz  [ 5 ] Chen   [ 21 ]   and  Ros sle [ 22 ]   are  us e as  cha otic  sys tem to  te st   the  pro po se m et ho d.   T he  chao ti syst em   equ at ion of   L or e nz,   C hen   a nd   R os s le with  their   set ti ng   par am et ers  are  descr i b ed  in ( 7),   (8)  a nd (9 re sp ect ively :   Lor e nz sy stem   [5] :       =   ( )                   = ( )   =                                           = 10 = 28 ,   = 8 / 3 .           (7)     Chen  syst em   [ 21 ]       =   ( )                   = ( )   =                                          ,a=3 5,  b=3 an c= 28            (8)     Rossler syst em   [ 22 ] :       =                                             = +                                                  =   +                                 ,  a=0 .38, b =0.3 a nd c=4 .82           ( 9)     The  dif fer e ntial   equ at ion of   these  sy stem a re  so lve us i ng  4 th   or der   Ru ng e - Ku tt a   m eth od  with  ste siz e   of 0.0 01 sec  wi th  50 000  num ber s   of sam ples. Th e  d if fer e nt s i m ulati on  scen arios  a re  de picte d belo w.   Figure   an Figure  s how   SN RG  an R MSE  te sts  of   EMD - M m e t hod  res pecti ve ly   to  re m ov e   A WGN  in  L or ez,  Che n   an Rossler  c hao ti syst e m The  perform ance  evaluati on  are   app li e to  only   x(n )   sign al   of  these   cha otic  syst em s.  The  ra ng e   of  S NRi  is  ( 0 - 30  dB)  with   s te dB F rom   these  tw figure s ,   it   can  be  noti ced  that  SN R for  al ty pes  of  chao ti syst em s   has  at   le ast   17   dB  gai ov er  unen ha nced   syst e m .   Also ,  L or e nz  s yst e m  h as the l ow est  RM SE  va lues c om par ed wit C hen an R os sle r f or   di ff ere nt S NRi.                Figure  2.  The   SN RG  m easure s for dif fer e nt  ty pes of   chao ti c syst em s when EM D - MD   al gorithm     and AWG N  ar e u se d     Figure  3.  The   RM SE m easur e f or   dif fer e nt t ypes  of   chao ti c syst em s when EM D - MD   al gorithm     and AWG N  ar e u se d       In   t his  sim ulatio n,  dif fer e nt  t ype of  no ise   are  use t te st  the  abili ty   of   t he  propose syst em   to   rem ov no ise The  sel ect ed  a dd it ive  noise are  A WGN,  F act or y,  Ba bble ,   Pink   an H Fc hannel  noise   that  are  extracte from   No ise x - 92   da ta base  [ 23 ].   T he  ra ng of   S NRi  is  (0 - 30   dB)  with  ste dB.    Fig ure   an d   Figure   sho SN RG  an R MSE  te sts  of   EMD - M m eth od  resp ect i vely   to  rem ov nois in  L or e nz  chao ti c   syst e m   with  diff e ren ty pes  of  no ise  ( A WGN Fact or y,  Ba bble Pin a nd  H Fc hannel) It can  be  see tha fr om   these  fig ur es Fact or noise   has  the  w or st  SN RG  perfor m ance  about  dB  and   the  w or st  RM SE  pe r form ance  com par ed  wit oth e noise s.   A WGN  an Pin no ise   app r oxim at e l hav the  sam e   per form ance.   Also ,   HF c hannel  no ise   has   the  best  S NR perform ance  ab out  26   d an t he  bes RM SE  perform ance  com par ed wit h othe r n oises.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  10 ,   No.  2 A pr i l 202 :   1352  -   1358   1356         Figure  4. The   SN RG   m easure  for   dif fer e nt  no ise   ty pes  w he E MD - M D  alg or i thm  an L or e nz  ch a otic  syst e m  are  us e d     Figure  5. The   RM SE   m easur e f or   dif fer e nt  no ise   ty pes  w he E MD - MD  alg or i thm   is app li ed t Lor e nz  c ha otic sy stem       Table  sho ws  the  com par iso of  the   prpo se m eth od  with   different  de noise te chn i ques.   The  par am et er  of  sim ulati on   is  set ti ng   a s:  the  scal J = 4,  wa velet   fam i ly =db 10  a nd  t he  th res ho l i soft   thres ho l d,   the  s a m pling   tim e= 0.01.  From   this  ta ble  it  can  be  seen  that  the  pro po se m et h od   has  the  best   SN and   RM SE  va lues  com par in with  oth e m et ho ds.   The  S DLE  c urve  f or   the  noise   free   Lor e nz  sig nal  and  denoise Lo re nz  sig nal  us i ng  EMD - MD  t echn i qu f or   SNR i = ( 0,   5,   15,   20)  dB  is  sh ow in  Fi gure  6.   Her e   m =5  an d   =4.   From   these  fig ures,  it   ca no ti ce  t hat  the   curve  of  denoi sed  si gnal   S D LE  is  go  a way  fro m   the  curve  of  cl ean  sig nal  wh e SN R i   is  decre ased  or  noise   le vel  is  increased.   T her e fore,  the  SD LE  m ea sur e   giv es  good  est i m a ti on   ab ou t   the  le vel  of   no ise   in  the  n oisy  chao ti sign al   an dist i nguish   no ise   from   chaos sig nal.       Table  1.  T he  c om par ison o t he pr posed  m eth od  with  dif fere nt d e noise d t echn i qu e s   Metho d   Ch ao tic sig n al   SNRi   [ d B]   SNR [ d B]   RMSE   W av elet so f t thres h o ld  (  Han et a l 2 0 0 7 [ 5 ]   Lorenz   14   2 3 .18   0 .3 840   Du al wavelet  an d  sp atial corr el atio n  (   Han  et  al 2 0 0 9 [ 9 ]   Lorenz   14   2 4 .60 3 9   0 .32 1 7   Ad ap tiv e du al - lif tin g  wavelet ( Y Liu  and  X.   Liao 2 0 1 1 [ 1 0 ]   Lorenz   14   2 4 .66 3 1   0 .31 9   Prop o sed   m e th o d   Lorenz   14   2 5 .03 6 1   0 .28 0 9   I m p rov ed  E EM D  ( X.  W ei  et al.  20 1 6 [ 1 5]   Lorenz   15   2 4 .73 2     Prop o sed   m e th o d   Lorenz   15   2 5 .11 9   0 .27 4 0   I m p rov ed  E MD  ( M.   W an g  et  al.  2 0 1 8 [ 1 6 ]   Ch en   15   2 3 .37 2 6   0 .57 7 9   Prop o sed   m e th o d   Ch en   15   2 5 .90 1   0 .26 8 0           Figure  6 .  Th e   SD LE  cur ve  f or the  noise  fr ee  Lorenz  sig nal  and d e noise d L or e nz  si gn al     for vari ou s  v al ues of S NR i   ( 0,5,15,2 0)  dB. H ere m =5,   =4   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Chaoti c sig na l s d e noisi ng usi ng empiri cal  m od e  d ec omp os i ti on  in sp ire d b y … ( Fa dh il   Sahib   H as an   1357   5.   CONCL US I O N     I this  pa per ,   the  pro posed   Mult ivariat Denoisi ng  (M D)   dep e nds  on  w a velet   an p rinci pal   c om po ne nt  (M D - WPC)  t hr es ho l ded   em pirical   m od dec om po sit ion   (EM D)   base cha ot ic   sign al   de noisi ng   is   inv est igate d   a nd  nam ed  (EM D - M D) .  In EM D - M D,   t he  M D - WPC is  sug gested  to  t hr es ho l the  intri nsi m od functi ons  (I M Fs)   of  the   noi sy  cha otic  sig nal.  T he  pro po sed  syst em   is  te ste f or  di fferent  ty pe of  chao ti sign al s,  Lo re nz Che an R os sle syst em and   dif fer e nt  t ypes  of  no ise ,   A WGN,  Fact ory Ba b ble,  Pi nk   a nd   HF c hannel.  Th prp os e m eth od  is  c om pari ng   with  c onve ntion al   c ha otic  de no isi ng   te chn i qu e s.  T he  resu lt s   sh ow  that  E MD - MD  has  the  best  S NR an RM SE   values Furth erm or e,  scal dep e ndent  L ya puno expo nen (SDL E)  is  us e d   to  d i sti nguish  t he  e vel of  noise  c om par ing   to  the   cl ean chaoti c s ign al       ACKN OWLE DGE MENTS     This  w ork  is  su pp or te by  the  F acult of   E ng i neer i ng Mustansiriy ah   Un i ver sit y   (h tt ps :/ /we bm a il .u om us ta ns iri ya h. ed u. i q).        REFERE NCE S     [1]   A.  N.  Mili ou,   I .   P.  Antonia des,   S.  G.  Stavri nid e s,  A.  N.   Anag nostopoulos ,   Secur C om m unic at ion  b y   C hao tic   S y nchr oni zation Robustness  under   nois y   condit ions ,”   Nonl ine ar   Anal ysis:  R eal   World  Appl i cat i ons ,   vol.   8 ,   no .   3 ,   pp.   1003 - 1012 ,   J ul y   2007.   [2]   Chong  Fu,  Gao - y uan   Zh ang,  Ma i   Zhu ,   Zhe   Ch en ,   and   W ei - m in  L ei ,   New  Ch a os - Based  Color  I m age   Encr y pti o Scheme  with  an   Eff icien Subs ti tut ion   Ke y s tre a m   Gene rat ion  S tra t eg y ,”   Hinda wi  Sec uri ty   and   Comm unic ati o n   Net works ,   vo l.   2 018 ,   pp .   1 - 13 ,   2 018.   [3]   Fadhil   S.  Hasan ,   Speec E n cr y pt ion  using  Fi xed  Point   Chaos  base Strea m   Ciphe ( FPC - SC ) ,”   Eng .   & T ec h.   Journal ,   vo l.  34 ,   no.   11 ,   pp.   2152 - 2166,   2016 .   [4]   M.  W ang,   Z .   Zh ou,   Z.  Li   and  Y.   Ze ng ,   An  a dap ti ve  Algor iht m   for  Chaot i Signa ls  Based  on  Im prove Empirica l   Mode  Dec om positi on ,”   Circu it s,   Syste ms   and   Sig nal  Proc essing ,   vol.   38 ,   no .   6 , p p .   2471 - 2488 ,   20 18.   [5]   M.  Han,   Y.  Li u,   J.  Xi ,   and  W .   Guo ,   Noise  s moot hing  fo nonl ine ar  t imes  series   using  W ave le t   Soft  Thre shold, "   IEE E   Signal P ro ce ss ing  Let te rs ,   vol.   14 ,   no .   1 ,   pp .   62 - 65 ,   2007 .   [6]   J.  Gao,   H.  Sulta n,   J.  Hu  and  W e n - wen  Tung,   D enoi sing  Nonlin ea Ti m Serie b y   Adapti v Filt eri ng  and  W ave l et  Shrinkage :   A Co m par ison ,”  I EEE  Signa Proc es sing Le tters ,   vol .   17 ,   no.   3 ,   pp.   23 7 - 240,   2010 .   [7]   Deng  Ke,   Zha ng   Lu  and  Luo  Mao - Kang ,   Denoising  Algorit h m   for  noisy   Cha oti Signa ls  base on  the   higher   orde Thr eshold F unct ion  i W av el e t - Packet , ”  Ch ine se  Phy sics   Le tt ers vo l.  28 ,   no.   2,   pp.   1 - 4,   2011 .   [8]   Xiao  Hong  Han  and  Xiao  Ming  Chang ,   Gene tic   Algorit hm   As si sted  W ave let  noi se  Reduc ti on  Sc heme  f or  Chaot i c   Signal s , ”  Journa of   Optimizati on   Theory  and   App li cations ,   vo l.  15 1 ,   no .   3 ,   pp .   646 - 653 ,   2011 .   [9]   M.  Han   and  Y .   Li u ,   Noise  Reduc ti on   Meth od  f or  Chaotic   Signal Based   On  Dual - W ave let  a nd  Spa ti a l   Corre lation,”   Expert  Syst ems  w ith  Applications ,   v ol.   36 ,   no .   6 ,   pp .   10060 - 10067,   2 009.   [10]   Y.  Li and   X .   Liao ,   Adapti ve  C haot i Noise  Re duct ion  Method  Based  o Dual - Li fti ng  W av el et , ”  Ex pert  S yste m s   wit App licati on s ,   vol.  38 ,   no.   3 ,   pp.   1346 - 1355 ,   2011.   [11]   E.   Ercel eb i ,   E l ec tro ca rdiog ram  Signal de - noising  using  L ift in g - b ase Discre te  W ave let  T ran sf orm ,”  Computer in  B iol ogy   and  Me dicine ,   vol .   3 4,   no . 6 pp .   479 - 493 ,   2004 .   [12]   W en - Bo  W ang,   Yun - y Jing ,   Y an - cha o   Zha o ,   L ia n - Hua  Zha ng   and   Xian g - Li   W ang.   Chaotic  S igna D enoi sing  Based  o Hier ar chi c al   Thre shold   S y nchr osque ezed  W ave l et   Trans for m , ”  1st  Int ernati onal  Glob al  on  R ene wabl e   Ene rgy  and   Dev el opment   ( IGRE D) vol.   100 ,   pp .   1 - 6 ,   2017.   [13]   D.  Siwal,   V.  Suy a l,   A.  Prasad ,   S.  Manda and  R.   Singh ,   new  Approac of  Denoising  the   R egul ar  and  Ch ao ti S igna ls  using  Empiric al   Mode  Dec om positi on:  Com par ison  a nd  Appl ic at ion ,”   Re v ie of  Scien ti fic  Instrum ent s   vol.   84 ,   no . 7 pp   1 - 10,   2013.   [14]   M .   W an g,   Z.   W u,   Y.  Chen  a nd  J.  Feng,   Denoising  of  Cha oti Signa ls  Ba sed  on  Ensemble  Empirical  Mo de   Dec om positi on ,”   IEE Inte rna ti onal  Confe ren ce   on  Signal   Proce ss ing,   Comm u nic ati ons  and  Computing   ( ICSPCC ) ,   pp.   14 - 17,   2014 .   [15]   X.  W ei ,   R.   L i n,   S.  Li and   C.   Zha ng ,   I m prove EE MD   Denoising  Method  Based  on  Singula Value  Dec om positi on  f or  the   Chao ti S igna l ,”  Hindawi  Publ ishing  Corp oration  Shock   a nd  Vi bration ,   vo l.   2016 no .   12   pp.   1 - 14 ,   2016 .   [16]   X.  Li   and  W .   Wa ng ,   Stud y ing  on  Denoising  of  Chaot ic   S ignal  using  ICA  and  E MD ,” Geo - Infor m at ic in  Resourc e   Mana gement an Sus ta ina b le   Ecos y stem ,   pp .   564 - 572,   2013 .   [17]   W .   W ang,   X.  Zha ng,   Y.  Chang,  X.  W ang,   Z.   W ang,   X.  Chen  an L.   Zhe ng ,   Denoising  of  Chaot ic   Signal   u sin g   Inde pende n Co m ponent   Anal y s is  a nd  Empirical   Mode  Dec om positi on  W it Cir c ula t Tra nsl at in g ,”   Chin .   Ph ys.   B .   vol.   25 ,   no .   1 ,   pp .   1 - 7 ,   2016 .   [18]   M.  Am ingha far i ,   N.  Che ze   and   J.   Pogg I,   Multi var iate  Deno i sing  using  W ave lets  and  Princ i pal   Com ponent   A naly sis ,”   Com p utat ional Statistic &   Data  Anal ysis ,   vol .   50 ,   no .   9 ,   pp .   2381 - 239 8,   2006 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  10 ,   No.  2 A pr i l 202 :   1352  -   1358   1358   [19]   J.  Gao,   J .   Hu,  W .   W .   Tun g,   Y .   H.   Cao ,   Disti ngui shing   cha os  fro m   noise  b y   Sca l e - depe nd ent   L y a punov  E xponen t ,”  Phy s. Re v. E St a t.   Non li n.   Sof M att er  Phy s ,   vol.   74,   no .   6 ,   pp .   1 - 9 ,   2006 .   [20]   J.  Gao J.  Hu ,   W .   W .   Tung   and   E ,   Bla sch ,   Multi sca le   Ana l y s is  of  Biol ogical  Da t b y   Sc ale - dep e ndent   L y a punov  E xponent ,”   Fron Ph ysiol ogy ,   vo l .   2 ,   pp .   1 - 13 ,   20 11.   [21]   G.  Chen The  Chen  s y stem   rev isit ed,   D ynamics  of  Conti nuous,  Discr et and  Im pulsive   S y stems ,     Serie s B Appl i ca t ions &   Algo ri thms   20 ,   pp.   691 - 696,   2013 .   [22]   P.  Gaspard Ross le s y s te m ,   Encyc lop edi o No nli near  S ci en ce ,   pp.   808 - 811 ,   20 05.   [23]   A .   Varga   and  H.   J.  M.  Stee nek en ,   As ses sm ent   for  aut om at i spe ec re cogni t ion  i i:   Noisex - 92:  dat ab ase   and  an  expe riment  to  st ud y   th ef fect  o addi t ive   nois on  spee ch  r ec og nit ion  s y s te m s   Spee ch  Comm un vol.  12 ,   no .   3   pp.   247 - 251 ,   19 93.       BIOGR AP H Y   O AU TH ORS        Fadh il   S.  Hasa was  born  in  Baghda d,   Ira i 1978.   He  r ec e ive his  B . Sc.   d egr ee  in  E lectr i c al   Engi ne eri ng  in  2 000  and  his  M.S c.   degr ee   in  Elec troni cs  and  Com m unic at ion  Eng i nee ring  in  2003,   both  from   the   M ustansiriy ah  Uni ve rsit y ,   I raq .   He  rec e ive Ph.D .   d egr ee  in  2013   in   El e ct roni cs  and  Com m unic at ion  Engi ne eri ng  fro m   the   Basra Univer sit y ,   Ira q .   I 2005,   he  jo ined  the   fa cul t y   of   Engi ne eri ng  a the   Mus ta nsiri yah  Univer sit y   i Baghda d.   Hi rec ent   rese ar ch  ac t ivi t ie ar W ire le ss   Com muni cation  S y st e m s,  Multi ca rri er   Sy st em,  W ave l et   base OF DM ,   MIM Sy stem,   Speec Signa Proce ss ing,   Cha oti Modul at ion ,   FP GA   and  Xili nx  S y s te m   Gene ra tor  base d   Com m unic at ion  S y stem.  Now   he  has  bee an  Assist.   Prof.  at   the  Mus ta nsiri y ah  Univer sit y ,   Ira q.   Em ai l:  fad el _sah ib@uom ustansiriy ah.edu.iq       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.