多谱自适应小波和盲源分离耦合的生理信号降噪方法

作     者：王振宇 向泽锐 支锦亦 丁铁成 邹瑞 

作者机构：西南交通大学设计艺术学院 西南交通大学人机环境系统设计研究所 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：教育部2022年第二批产学合作协同育人项目(220705329291641 津发科技-功效学会“人因与功效学”项目) 西南交通大学新型交叉学科培育基金的资助(YG2022006) 

主　　题：多谱自适应小波 盲源分离 小波变换 降噪方法 生理信号 

摘      要：为提高生理信号的质量和可靠性，将盲源分离和小波阈值方法进行耦合研究，提出了多谱自适应小波信号增强方法并于改进的盲源分离方法相结合进行降噪处理。为评估方法的有效性，使用小波变换中软阈值、硬阈值、自适应阈值三种方法计算信噪比SNR和均方根误差RMSE指标。结果表明，所提方法在软阈值下具有较强的适用性，增强后的信号，软阈值相比硬阈值，SNR提升了约44.2%，RMSE下降了约28.8%，TIME减少了约1.4%。软阈值相比自适应阈值，SNR提升了约706%，RMSE下降了约16.7%，TIME减少了约3.0%。为对比软阈值下各参数差异，使用软阈值对原始信号、加噪信号、增强信号做对比分析及归一化处理。结果显示增强后的信号具有较好的信噪比、较低的均方根误差和较短的处理时间，软阈值下增强后的信号与原始信号相比，SNR提升了约0.12%，RMSE下降了约2.5%，TIME减少了约3.9%，进一步验证了所提算法的有效性，并提高了信号质量。