变分模态分解联合改进小波阈值函数的PPG降噪算法

摘要：

针对PPG信号采集过程中存在大量混合噪声的问题,提出一种变分模态分解(VMD)改进小波阈值降噪的降噪算法.首先通过傅里叶变换得到脉搏波信号频域信息,确定分解个数和主频率;然后利用变分模态分解算法将含噪声的PPG信号分解为一系列固有模态分量,分解过后确定各分量的中心频率,并筛选有效固有模态分量;最后利用改进后的小波阈值函数对残余噪声进行降噪处理,避免了软阈值的恒定偏差,又保证了阈值函数的连续性,降噪后的信号与原始信号相关系数均值为0.9347,比变分模态分解方法重构信号提升了7.1％.与其他降噪算法相比,信噪比分别提高了5.77 dB、5.38 dB、4.5 dB,均方根误差分别降低了26.1％、16.8％、7.4％.实验结果表明,通过理论计算、数值模拟和应用研究验证了所提方法的有效性和优越性,在滤波效果和信号保真度之间取得了很好的平衡.

关键词：降噪算法、小波阈值函数、信号分解、变分模态分解、降噪处理、理论计算、数值模拟

所属期刊栏目：46

分类号：TN29-34;TP391.9(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金51468062

在线出版日期：2023-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：61-65