基于夹角余弦和模糊阈值的EEMD去噪方法

针对非线性非平稳信号的去噪问题,结合EEMD分解信号的自适应特性,提出一种基于夹角余弦和模糊阈值的去噪方法。首先用夹角余弦法计算各个本征模态函数（IMF）与观测信号之间的相似度,以相似度曲线的首个极小值的后一个位置为分界点将分解出的IMF分为噪声主导模态和信号主导模态;然后根据VisuShrink阈值易“过扼杀”细节系数和SUREShrink阈值易“过保留”噪声系数的特点,利用模糊阈值对噪声主导的IMF进行处理;最后将所有的IMF重构得到消噪信号。分别采用仿真信号和真实ECG信号进行去噪实验。结果表明,所提方法在整体性能上优于小波半软阈值方法、基于EMD的软阈值（EMD-Soft）和间隔阈值（EMD-IT）方法,是一种有效的去噪方法。     

基于总体平均经验模态分解的语音增强算法研究

总体平均经验模态分解EEMD(Ensemble Empirical Mode Decomposition)虽然能够在一定程度上抑制模态混淆,但添加的白噪声不能被完全中和,对所有本征模态函数IMF(Intrinsic Mode Function)分量进行集成平均等增加了计算工作量。基于EEMD和结合小波阈值去噪思想,提出改进的EEMD方法。首先对原始信号进行EEMD分解,得到一系列IMF分量;其次对筛选后的每个IMF计算噪声强度;然后采用小波启发式阈值估计噪声并计算阈值;最后以软阈值的方式滤除每个IMF中噪声并重构信号还原出增强的语音。通过分析仿真信号和实测信号,结果表明:该算法对带噪语音有很好的滤波效果,与其他同类算法相比提高信噪比2~4 d B。     

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。     

基于奇异谱分析的经验模态分解去噪方法

提出了一种基于奇异谱分析(SSA)的经验模态分解(EMD)去噪方法。该方法先对带噪信号进行EMD分解,得到若干个本征模态函数(IMF)。再通过SSA对每个IMF分量进行去噪处理:把第一个IMF分量作为高频噪声,并根据它计算出剩余IMF中所含的噪声能量,从而得到剩下的每个IMF中信号所占的能量比值。然后选择合适的窗口长度,对每个IMF进行SSA变换,根据IMF中信号所占的能量比值选择合适的奇异值分解(SVD)分量重构,得到去噪后的IMF。再将所有重构得到的IMF分量以及余项相加,得到最终去噪后的信号。经过实验,对比研究了该方法与小波软阈值、EMD软阈值和EMD滤波方法的去噪效果,结果表明该方法整体优于其它方法,是一种有效的信号去噪方法。     

EMD-IT去噪算法的阈值估计方法

为解决EMD-IT去噪算法中阈值难以确定的问题,提出一种基于高斯白噪声能量分布的阈值估计方法。将含噪信号进行经验模态分解并估计各固有模态函数(IMF)中噪声的能量;根据模态单元阈值的含义,在各IMF中利用去除掉的模态单元包含的总能量等于噪声能量这一准则估计阈值。合成数据和实际心电信号的去噪仿真实验验证了该方法的有效性,其是自适应的且避免了阈值选择的主观性。     

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EEMD和WT的运动想象脑电信号消噪方法

采集到的运动想象脑电信号MI EEG(Motor Imagery Electroencephalogram)通常含有大量噪声信号.为了消除噪声同时保留尽可能多的有效信号,本文提出了将集合经验模态分解EEMD(Ensemble Empirical Mode Decomposition)与改进小波阈值法相结合的消噪方法.改进小波阈值法采用了新的阈值选取规则和阈值函数.首先对信号进行EEMD分解,然后再对高频固有模态函数IMF(Intrinsic Mode Functions)进行改进小波阈值处理,最后将处理后的高频IMF分量和低频IMF分量进行重构得到消噪信号.以信噪比和均方根误差作为消噪效果的定量评价指标,将本文提出的方法与单纯使用EEMD分解消噪法、单独使用改进小波阈值消噪法、EMD与改进小波阈值法相结合消噪法进行比较,结果表明,本文提出的消噪法优于其他三种消噪法.     

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EEMD的脉搏信号改进阈值去噪研究

针对脉搏信号的非线性、非平稳特性,及其干扰源的分布特点,提出一种基于聚合经验模态分解(EEMD)和小波阈值去噪的改进算法。根据脉搏信号在各固有模态函数(IMF)上的分布特点,在有效滤除高频干扰的同时,采用网格搜索对低频IMF分量进行阈值选取去噪,有效去除其低频噪声,实现自适应且有效的脉搏信号去噪处理。仿真与实测结果表明,基于EEMD的改进阈值去噪算法可有效滤除脉搏信号中常见的白噪声、工频干扰、基线漂移、呼吸效应,明显改善了脉搏信号的去噪效果,且极大程度地保留了脉搏信号的内在性质,为脉搏信号预处理提供了一种有效手段。     

基于小波-EEMD-Adaline网络的容栅传感器信号去噪方法

针对容栅传感器检测的转动轴扭振信号掺杂的环境噪声干扰和自身的电磁噪声干扰使得信噪比低、微弱信号难提取的问题,提出了一种基于小波-EEMD-Adaline自适应线性神经网络去噪方法.该方法对信号进行小波、EEMD、Adaline网络消噪处理,采用三级去噪、噪声过滤、对消来逼近原始信号.用典型加噪超声信号、Doppler信号、Block信号对该方法进行有效性验证,与EEMD、基于小波分解的EEMD去噪效果相比较.实验结果表明,后两种方法信号去噪的SNR提升小(均不到20),而本文方法SNR(RMSE)提升(减小)明显,对于9 dB的Doppler信号SNR提升达90,RMSE从1.038 5降至0.009 5.对容栅电路实测大噪声微弱信号去噪,结果表明,该方法去噪性能更优,去噪后信号光滑性好,波动稳定性强.     

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。     

基于ＥＥＭＤ域统计模型的话音激活检测算法

提出了一种基于EEMD域统计模型的话音激活检测算法。算法首先利用总体平均经验模态分解(Ensemble empirical mode decomposition,EEMD)对带噪语音进行分解,得到信号的本征模式函数(Intrinsicmode function,IMF)分量,选择与原信号的相关性最高的两个分量相加组成主分量;然后对主分量进行频域分解,引入统计模型,求出EEMD域特征参数;最后利用噪声与语音的EEMD域特征参数的不同来进行语音激活检测。实验结果表明,在不同信噪比情况下,本文算法性能优于目前常用的VAD算法,特别在噪声强度大时体现出明显的优势。     

基于EEMD的多传感器信息融合降噪方法

由于传感器被动采集所得信号没有太多先验信息,在后续应用过程中因噪声的存在受到限制,所以,提出一种基于总体经验模式分解（EEMD）和时延估计的多传感器信息融合降噪方法.首先将多传感器采集所得信号进行EEMD,将所得对应IMF分量进行互相关,求取时延估计值,依据时延矢量封闭准则（TDVCR）获得相应IMF分量的时延矢量误差.最后,根据多传感器综合支持度确定相应权重,对IMF分量进行重构,得到降噪后的信号.实验结果表明：该方法在EEMD的基础上有效利用了多传感器的时延估计特性,在没有任何先验信息的条件下降低了信号噪声,取得满意的效果.     

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。     

A novel intelligent denoising method of ecg signals based on wavelet adaptive threshold and mathematical morphology

Due to high-frequency noise and low-frequency noise in ECG signals will interfere with the accurate diagnosis of cardiovascular diseases. With the intrinsic mode function (IMF), which is the main component indicators of high-frequency noise and low-frequency noise, this paper proposes an intelligent denoising method of ECG signals based on wavelet adaptive threshold and mathematical morphology. Firstly, this method performs Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise (CEEMDAN) for signals containing noise, and adopts zero-crossing rate to identify IMFs containing high-frequency noise and low-frequency noise. Secondly, according to the discreteness and randomness of IMF containing high-frequency noise, a wavelet adaptive threshold mathematical model is constructed. In this model, with the signal-to-noise ratio (SNR) improvement as the threshold adjustment parameter, the wavelet threshold is modified by niche genetic algorithm, and the optimal solution is obtained after removing high-frequency noise by wavelet decomposition and reconstruction. The waveform of IMF containing low-frequency noise changes slowly and its amplitude is large and it is difficult to remove low-frequency noise. Therefore, mathematical morphology is used to remove low-frequency noise. Finally, the intelligent denoising method of ECG signals is designed by superimposing denoised IMFs. MIT-BIH experiments show that in the process of removing high-frequency noise and low-frequency noise, compared with other denoising methods, the percent root mean square difference (PRD) and SNR improvement of the method proposed in this paper are improved, and the denoising effect is significant, which can provide expert knowledge and decision-making guidance for related application fields.

     

基于EEMD和关联维数的小电流接地故障选线方法

针对小电流接地系统发生单相接地故障时,各线路零序电流的非平稳、非线性等复杂特性,提出一种基于总体模态分解(EEMD)和关联维数相结合的选线方法.EEMD算法是在经验模态分解(EMD)的基础上加以改进,能够消除模态混叠现象,同时保留了经验模态分解具有的良好的时频特性;EEMD能根据信号本身的特点对瞬时出现的信号进行分析,并将信号分解成若干个固有模态函数(IMF)分量和一个剩余分量.利用关联维数不易受噪声干扰特点,对分解的IMF信号分量进行处理,采用G-P算法计算关联维数,通过比较关联维数的大小选出发生故障的线路.仿真结果表明,该选线方法可靠性高且效果较好.