基于EEMD和模糊阈值的去噪方法

为了提高EEMD分解中噪声主导模态的去噪效果,利用模糊隶属度的优势,提出了一种EEMD和模糊阈值相结合的去噪方法。首先用二范数计算各个本征模态函数(IMF)与观测信号的概率密度函数(PDF)之间的相似度,得到噪声主导的IMF;然后对噪声主导的IMF进行模糊阈值处理,以去除IMF中的噪声;最后将所有的IMF重构得到消噪信号。分别采用仿真信号和ECG信号进行去噪实验,结果均表明,所提方法的去噪效果整体上优于小波半软阈值方法和基于EMD的间隔阈值(EMD-IT)方法。     

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。     

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。     

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CEEMD阈值和相关系数原理的MEMS陀螺信号去噪方法

针对经验模态分解（EMD）方法易产生模态混叠问题,而集成经验模态分解（EEMD）方法又存在重构误差较大的缺陷,提出了一种基于完备集成经验模态分解（CEEMD）阈值滤波和相关系数原理的MEMS陀螺信号去噪方法。首先通过CEEMD方法对陀螺信号进行有效完备的分解,并利用相关系数原理合理确定分解后噪声分量与有效分量的界限。在此基础上,通过借鉴小波阈值处理方式和EMD阈值设置方法,对信号进行阈值滤波去噪。对仿真信号和实际MEMS陀螺信号的研究结果表明,CEEMD阈值去噪方法的去噪效果要优于CEEMD、EEMD、EMD强制去噪方法和小波分析方法。这也充分体现了其在MEMS陀螺信号去噪应用中的可行性和有效性。     

基于EMD阈值算法的脉冲涡流信号消噪

针对脉冲涡流信号夹杂着较多的高频噪声,提出了一种新的经验模态分解阈值消噪算法。首先将信号分解为多个本征模态函数（Intrinsic Mode Function,IMF）,对信噪比低的高频IMF进行减小噪声能量处理后得到重组信号;再对重组信号进行EMD分解后根据白噪声统计特性对IMF筛选,对噪声含量多的IMF进行小波阈值消噪;最后将处理过的IMF与噪声含量少的IMF重构得到消噪后的信号。实验仿真的结果和数据表明,该方法可以减少失真,获得更高的信噪比,能够较好地消除噪声的干扰恢复出原始的信号。     

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。     

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。     

Detrended fluctuation thresholding for empirical mode decomposition based denoising

Signal decompositions such as wavelet and Gabor transforms have successfully been applied in denoising problems. Empirical mode decomposition (EMD) is a recently proposed method to analyze non-linear and non-stationary time series and may be used for noise elimination. Similar to other decomposition based denoising approaches, EMD based denoising requires a reliable threshold to determine which oscillations called intrinsic mode functions (IMFs) are noise components or noise free signal components. Here, we propose a metric based on detrended fluctuation analysis (DFA) to define a robust threshold. The scaling exponent of DFA is an indicator of statistical self-affinity. In our study, it is used to determine a threshold region to eliminate the noisy IMFs. The proposed DFA threshold and denoising by DFA–EMD are tested on different synthetic and real signals at various signal to noise ratios (SNR). The results are promising especially at 0 dB when signal is corrupted by white Gaussian noise (WGN). The proposed method outperforms soft and hard wavelet threshold method.     

基于改进小波阈值-CEEMDAN算法的ECG信号去噪研究

Electrocardiogram (ECG) signal denoising has always been a hot research issue. In order to eliminate the noises in ECG signal, a denoising method based on adaptive complete set empirical mode decomposition (CEEMDAN) and wavelet improved threshold function is proposed. Firstly, this method firstly decomposes the ECG signal by CEEMDAN to obtain a set of intrinsic modal functions (IMFs) from high frequency to low frequency. CEEMDAN decomposition is performed on ECG signal to yield several modal components (IMF). Secondly, the correlation coefficient method is used to perform wavelet denoising with improved threshold on the high frequency IMFs. For the low frequency IMFs, by setting a fixed threshold, the IMFs below the threshold is considered to be the baseline drift signal and removed. Finally, the denoised IMFs and the retained IMFs are reconstructed. The experimental results show that the proposed method is more effective than the empirical mode decomposition (EMD) wavelet denoising, and the global average empirical mode decomposition (EEMD) wavelet denoising method.     

基于EMD-R/S分析的太赫兹光谱降噪

针对太赫兹时域光谱系统由于延时线的重合抖动、采样抖动等产生的噪声,提出使用经验模态分解-R/S分析方法对太赫兹光谱信号进行降噪.采集太赫兹时域光谱系统的时域信号,根据EMD算法将信号分解成本征模态函数(IMF);使用R/S分析法分别计算各个IMF的Hurst指数.根据设定的阈值判断是否各个IMF是否存在均值回复的情况....     

基于谱插值与经验模态分解的表面肌电信号降噪处理*

根据表面肌电(surface electromyography, sEMG)信号的噪声特性来探讨其降噪方法的应用问题。采用谱插值法来削弱工频干扰以避免工频处的肌电信息成分丢失,再选取通过经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)方法获得的内在模态函数(intrinsic mode function, IMF)分量作小波软阈值分析,并将部分明显的低频IMF干扰分量及冗余分量去除,然后对相应IMF分量进行重构便可得到降噪处理后的sEMG信号。仿真和真实信号的降噪实验结果     

Image denoising based on improved bidimensional empirical mode decomposition thresholding technology

In this paper, a novel image denoising methodology based on improved bidimensional empirical mode decomposition and soft interval thresholding technique is proposed. First, a noise compressed image is constructed. Then, the noise compressed image is decomposed by means of bidimensional empirical mode decomposition (BEMD) into a series of intrinsic mode functions (IMFs), which are separated into signal-dominant IMFs and noise-dominant IMFs using a similarity measure based on ?2-norm and a probability density function, and a soft interval thresholding technique is used adaptively to remove the noise inherent in noise-dominant IMFs. Finally, a denoised image is reconstructed by combining the signal-dominant IMFs and the denoised noise-dominant IMFs. The performance of the proposed denoising method is evaluated by using multiple images with different types of noise, and results from the proposed method are compared with those of other conventional methods in various noisy environments. Simulation results demonstrate that the proposed denoising method outperforms other denoising methods in terms of peak signal-to-noise ratio, mean square error and energy of the first IMF.

     

基于Hilbert-Huang变换的ECG信号降噪方法

提出了一种新的ECG信号降噪方法.该方法以Hilbert-Huang变换(HHT)和阈值降噪方法为核心,将经验模态分解(EMD)分解出的各层固有模态函数(IMF)分为噪声成分起主导作用层和有用信号起主导作用层.对噪声成分起主导作用层采用Donoho等人提出的阈值估计法,对有用信号起主导作用层的噪声水平通过高频层的能量与平均周期的乘积来确定.讨论了噪声成分起主导作用层和有用信号起主导作用层的区分判别问题.该方法克服了阈值估计法对有用信号起主导作用层噪声水平估计的较大偏差.经实验验证表明,该方法能有效地滤除ECG信号检测中的几类主要噪声,且失真很小.