基于VMD和小波阈值的水听器信号去噪方法

针对水听器采集信号过程中存在的外界环境噪声干扰问题,提出了一种基于变分模态分解和小波阈值(VMD-WT) 的联合去噪方法该方法首先对含噪信号进行VMD分解,得到固有模态函数(IMFs)。然后计算每个IMF分量的中心频率和相关系数,通过相关系数阈值去除噪声IMFs,并对其余有用的IMFs进行小波阈值去噪处理。最后对去噪的IMF分量进行重构,得到具有良好信噪比的信号,通过仿真实验,证明了本方法与CEEMDAN=WT(自适应噪声的完备经验模态分解－小波阈值去噪)、EEMD-WT(集合经验模态分解－小波阈值去噪)、EMD-WT(经验模态分解－小波阈值去噪)、WT(小波阈值去噪)等方法相比,具有更好的去噪效果。通过对光纤水听器的实测实验表明本文的VMD-WT法在实际水听运用中具有良好的提高信噪比的性能。     

基于小波的EMD去噪法应用于心电信号去噪

实测的心电信号不可避免地存在一些强干扰和噪声,如何在强背景干扰和噪声下准确提取出有用的心电信号,是心脏病智能诊断的一个重要内容．提出一种新的基于小波的EMD去噪方法,先将信号进行小波分解,将带噪信号分解为多个尺度的信号,然后再对其中某几层信号进行EMD分解,剔除其中的噪声模态分量,重构后得到去噪后的信号．最后分别利用仿真带噪心电信号和MIT／BIH心电噪声数据库信号进行验证,并与单独运用小波阈值法和EMD分解法比较去噪效果．结果表明,该方法优于其他两种方法,简单有效,且适于实际应用．     

心电信号去噪效果的评估与分析

心电信号是人体的主要生理信号之一,通过对心电信号的分析可了解心脏的健康状态,由于心电信号属于微弱低频信号,所以在采集过程中极易受到来自人体内部和外部的噪声干扰,影响心脏疾病诊断的效果。基线漂移、工频干扰和肌电干扰是心电信号采集过程中不能忽略的噪声干扰。对心电信号的相关去噪算法的效果进行对比分析。首先将模拟理想状态下的心电信号作为原始数据,同时模拟出心电信号中存在的基线漂移、工频干扰和肌电干扰。每种噪声干扰分别选择三种常用的去噪算法,采用信噪比、均方差和心电信号的频域特征的评估指标进行去噪效果的比较。在此基础上,提出了一种多噪声心电信号的去噪方法并给出去噪流程和效果。研究结果表明：（1）对于基线漂移、工频干扰和肌电干扰分别采用小波变换法、陷波滤波法和小波阈值法的去噪效果最好;（2）当心电信号含两种及两种以上噪声时,按照滤除基线漂移、工频干扰和肌电干扰的去噪顺序滤波效果最好。     

基于小波阈值去噪的心电信号分析

研究心电信号优化问题,为去除心电信号采集过程中存在的噪声信号,抑制各种噪声干扰,提出了小波阈值去噪的心电信号去噪.以小波阈值降噪为基础,首先利用sym8小波对心电信号进行8尺度分解,再用软、硬阈值与小波重构的算法进行去噪.针对软阈值去噪法产生的伪吉布斯现象,采用一种新阈值函数对心电信号进行处理.通过对MIT心电数据库中...     

优化VMD与NLM结合的信号去噪

为解决人体心电信号易出现噪声干扰的情况,提出一种自选取参数的变分模态分解(variational mode decomposition)与非局部均值(no.local means) ECG信号去噪方法.针对人为选取变分模态分解参数不准确的问题,运用一种自适应的参数确定方法,根据不同的原始信号,确定不同的参数并对信号进行分解,得到一组信号分量,计算各个分量的样本熵,根据样本熵的值,选取出噪声主导分量和有效分量,对噪声主导信号进行NLM去噪,将去噪后的信号分量与剩余的有效信号分量进行重构得到去噪信号.实验结果表明,改进参数的VMD-NLM算法相较其它算法,去噪信号的信噪比(SNR)和均方误差(MSE)最好,对人体心电信号的去噪效果最为优秀.     

基于EMD-DFA-NLM的电涡流传感器信号去噪方法

针对电涡流位移传感器输出信号中的非稳态噪声,提出一种基于经验模态分解(EMD) －去趋势分析(DFA)－非局部均值(NLM)原理的去噪方法。该方法解决了EMD去噪方法信号、噪声模态不易确定的问题,并且可在滤除高频背景噪声的同时保留信号细节。首先通过EMD将信号分解得到若干本征模态(IMF)分量,然后使用DFA区分噪声主导IMF分量和信号,主导的IMF分量,对噪声主导分量进行NLM去噪处理,最后与信号主导分量一起重构信号,分别对仿真信号和电涡流传感器输出信号进行去噪处理。结果表明,相较EMD去噪法和EMD－小波阈值去噪法,所提方法去噪性能更优SNR(MSE)值提升(减小)明显,去噪后信号的毛刺与高频震荡大大减少。     

基于VMD和小波分析的电能扰动信号去噪算法

为了提高检测电能扰动信号特征的精度,抑制混杂噪声的干扰,提出将变分模态分解(VMD)结合小波阈值的去噪算法。首先利用Hilbert变换对扰动信号进行频谱分析,通过计算平均瞬时频率值,确定分解的模态个数;然后将含噪信号进行VMD分解,筛选部分模态分量重构信号;最后通过小波阈值法去除重构信号的残余噪声。与现有算法去噪效果对比,实验结果表明:提出的去噪算法效果良好,能够更好保留扰动期间信号的特征信息。     

基于光纤传感检测的局部放电信号去噪方法

针对局部放电超声信号检测过程中存在噪声干扰的问题,本文提出一种基于变分模态分解和改进小波去噪的噪声抑制方法。首先对局部放电信号进行变分模态分解,得到若干频带分布不同的本征模态分量,结合模态的峭度剔除窄带干扰主导的分量;然后利用改进的小波去噪法,将其余有效模态分量中残留的白噪声进一步滤除;最后将剩余分量进行信号重构实现噪声抑制。对仿真局部放电信号去噪的结果表明,本文方法可提升信噪比约12.1dB,且能够更加完整地保留原始信号波形。此外,在实验室环境下搭建了10kV电压等级的局部放电模拟系统,采用Sagnac光纤传感检测局部放电超声信号。实验结果表明,本文方法具有良好的去噪性能,对实测信号的噪声抑制比达到了7.504。     

基于心动周期和经验模式分解的心电信号去噪处理

针对现有心电信号（Electrocardiogram,ECG）去噪方法难以精准剥离与之频带重叠的肌电干扰并无损提取到“干净”ECG的问题,提出了利用心动周期和经验模式分解对含噪ECG进行去噪处理。本文方法首先对含噪ECG进行经验模式分解,然后利用心动周期判断固有模态函数分量属于噪声还是有用信号,最后将有用信号的固有模态函数分量重构ECG。为验证本文去噪方法,首先采用ECG动力学仿真模型评估本文方法在不同参数噪声下的去噪效果;其次选取MIT-BIH数据库中的基线漂移信号bw,肌电干扰信号ma和105号、107号、123号ECG分别构建3组真实含噪ECG进行实验。评估与实验结果均表明本文方法可以简单、有效地同时去除ECG中的肌电干扰和基线漂移,去噪效果优于普通经验法。     

结合小波变换和中值滤波心电信号去噪算法研究

在采集心电信号数据的过程中,必然会涉及到肌电干扰、基线漂移和50Hz工频干扰,而使用常规系统辨识法则常常在一定程度上难以鉴定心电信号的特性.中值滤波器是一种操作简单的、高速的非线性信号滤波器,它常用于心电信号中低频去噪过程,如基线漂移.因为WTS的二进小波是一组带通滤波器,不同尺度有不同的频带,小波变换被选定用来分解原始信号,小波变系数的重建形成了消除干扰的心电信号.采用模拟实验是要确定如何进行自适应的阈值选取,适当的分解层数和小波函数.通过使用MIT/BIH数据库的心电信号,并结合计算机仿真形成的心电信号来对该方法进行检验.结论表明此算法可有效抑制心电信号中的主要噪声,满足心电波形临床分析和诊断的需求.     

基于有限长脉冲响应滤波器和aTrous算法的小波心电信号去噪

微弱低频的心电信号采集中容易受到外界环境的干扰,必须先对其进行预处理才能用于心脏疾病的诊断。Mallat算法的小波分解重构法不能有效滤除心电信号中的工频和肌电干扰;小波阈值法不能有效滤除心电信号中的工频和基线漂移,重构的心电信号会产生伪吉布斯现象。针对以上情况,提出了一种基于有限长脉冲响应滤波器(FIR)和aTrous算法的小波去噪方法。该方法综合运用了50Hz陷波器、aTrous算法小波分解重构法和小波阈值法。仿真郑州大学第二附属医院和MIT-BIH心率失常数据库的心电信号表明,该方法能够有效去除心电信号中的工频和基线漂移,大幅度衰减肌电干扰,同时有效消除伪吉布斯现象。     

改进EEMD算法在心电信号去噪中的应用

集合经验模态分解（Ensemble empirical mode decomposition,EEMD）方法在去除心电信号噪声时,噪声本征模态函数（Intrinsic mode function,IMF）分量难以选择且将噪声分量直接去掉会导致信号失真。针对上述问题,提出了一种基于EEMD的自适应阈值算法。首先对含噪心电图（Electrocardiogram,ECG）数据进行EEMD分解,得到IMF,根据马氏距离进行信号IMF分量和噪声IMF分量的判定,然后通过果蝇优化算法确定噪声IMF的阈值,将经过阈值去噪的新的分量和剩余分量重构得到去噪后的ECG。最后,使用MIT-BIH数据库中的心电数据进行实验,实验结果表明,该方法在去噪同时能够较好地保留信号细节。     

基于提升方案的心电信号去噪算法

针对传统小波变换的去噪算法运算复杂,难以用于心电信号的实时处理,而常见心电信号滤波算法在实际应用中去噪效果不理想,为正确识别心电信号,提高实时性和去噪效果,采用提升方案来构造小波,提高了小波分解的速度,减少算法对内存的需求,并结合阈值滤波算法对小波系数进行处理,实现信号与噪声的分离.为了验证算法有效性,对MIT-BIH数据库中数据进行了仿真实验,结果表明方法处理后信号失真较小,信号中叠加的工频干扰和肌电干扰基本被消除,相对于基于传统小波变换算法处理速度有了很大的提升.     

基于EEMD与改进提升小波的脑电信号消噪方法

为消除混杂在脑电信号中的噪声,提出一种总体平均经验模态分解(EEMD)与改进提升小波相结合的脑电信号消噪方法。利用EEMD算法将含噪脑电信号分解为若干个内蕴模式函数(IMF)分量,通过自相关函数特性法提取出由噪声主导的高频IMF分量,并运用改进提升小波进行消噪处理,将保留的低频IMF分量与消噪后的高频IMF分量进行叠加,从而得到消噪后的脑电信号。实验结果表明,与传统提升小波消噪方法以及改进的提升小波消噪方法相比,该方法的信噪比较高,均方根误差较低。     

基于小波EMD的柴油机声信号去噪研究

柴油机声信号包含了丰富的运行状态信息,为了能有效地提取特征参数,需要对柴油机声信号进行去噪处理。针对传统小波阈值去噪和经验模态分解(EMD)去噪的不足,提出了一种将小波阈值与EMD相结合的去噪方法。借助EMD的自适应分解特性,在原始信号分解的基础上,利用相关系数法确定信号主导和噪声主导本征模函数(IMF)分量的分界点,将改进的小波阈值函数对噪声主导的IMF分量进行阈值去噪,再进行信号重构。仿真实验和实测结果表明,该方法去噪效果更优,适合非线性非平稳信号去噪,能够保留柴油机声信号的原貌特征。     

基于CEEMD小波包算法的降噪方法研究

针对脑电信号易受噪声干扰的特性,提出一种使用CEEMD小波包对脑电信号进行降噪的方法。首先对脑电信号进行CEEMD分解,得到一组固有模态函数分量（IMF）,然后对包含噪声的IMF分量采用小波包阈值降噪,同时保留信号的低频IMF分量,最后将使用小波包阈值降噪的IMF分量和保留的IMF分量进行累加重构,从而得到最终降噪后的脑电信号。仿真结果表明采用CEEMD小波包对脑电信号进行降噪,在抑制噪声的同时,还有效地保留了脑电信号的细节特性,达到良好的去噪特性。     

一种ECG信号肌电干扰去除方法的研究

实测心电(ECG)信号通常被多种因素干扰,尤其是肌电干扰的去除存在较大困难.本文提出一种结合经验模态分解法(EMD)与主成分分析(PCA)的消噪算法来去除ECG信号的肌电干扰.解决了通常采用小波算法和EMD等方法会导致ECG信号产生振荡和丢失有用信息的难题.本研究利用PCA对含噪信号经EMD分解后的内蕴模态函数(IMF)进行去噪处理,通过对MIT-BIH心电数据进行仿真,以及定性分析了信噪比(SNR)和均方误差(MSE).结果表明,ECG信号中的肌电干扰被有效去除,所提方法的消噪效果整体上优于小波去噪算法和EMD消噪算法,是一种有效的消噪方法.     

基于EEMD和二代小波变换的表面肌电信号消噪方法

为了更好地消除混杂在表面肌电信号(sEMG)中的噪声,提出了一种基于总体平均经验模式分解(EEMD)和二代小波变换的sEMG消噪新方法。首先对信号加入白噪声处理后进行经验模态分解(EMD),然后对高频的内蕴模式函数(IMF)分量进行二代小波阈值消噪处理,最后把处理后的高频IMF分量与低频IMF分量进行叠加,重构后的信号即为去噪信号。实验结果表明,该方法融合了二代小波与EEMD的优点,能更好的消除噪声,最大限度的保留有用信号,并具有更高的信噪比。     

基于经验模态分解和小波阈值的冲击信号去噪

冲击信号是非线性的并且容易受到噪声污染;为研究冲击信号去噪的问题,针对经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)去噪和小波阈值去噪方法存在的不足,提出了基于EMD的小波阈值去噪方法;单纯的EMD去噪方法会在去除高频噪声的同时压制高频的有效信息;EMD与小波阈值去噪相结合,利用连续均方误差准则确定含噪较多的高频固有模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF),对高频IMF分量进行小波阈值去噪,以分离并保留这些分量中的有效信息,同时保持低频IMF分量不变;对模拟数据和实际冲击信号进行去噪处理,结果表明,基于EMD的小波阈值去噪方法的去噪效果优于单纯的EMD去噪方法和小波阈值去噪方法。     

基于变分模态分解的直肠压力信号预处理研究

针对依托于人工肛门括约肌系统的直肠功能诊断模型中采集信号存在大量干扰噪声的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)算法与小波加权平均阈值去噪结合的预处理方法。利用VMD算法对原始直肠压力信号进行分解,对各模态分量进行小波阈值去噪,提取出有用信号进行重构。通过仿真比较分析该方法与EMD、小波阈值去噪等方法的去噪效果。实验结果表明,该方法在不同噪声水平下均显著提高输出信号的信噪比,同时避免原始信号中有用信息的丢失,具有良好的去噪效果,对直肠功能诊断的准确性具有重要意义。