基于小波变换的表面肌电信号去噪方法_论文


21 年 第 2 期  01 7 SIN E E H O O YIF R A IN CE C &T C N L G   O M TO   N 0科教前沿0   科技信息  基于小波变换的表面肌电信号去噪方法  任 杰  ( 上海理工大学医疗器械与食 品学院 中国 上海   20 9 ) 0 0 3  【 要】 摘 表面肌 电信号是通过表 面电极记 录下来的神经肌 肉活动 时发放的生物电信号 , 映了神 经、 肉的功能状 态。 它反 肌 表面肌 电信号在  临床 医学、 运动 医学、 康复 医学、 经生理 学、 神 电生理等领域被广泛应用。本文所研究 的肌 电信号是在 右下臂上采集到的一组表 面肌 电信 号, 通  过小波变换 等方法对肌 电信号进行去噪处理。实验表明 , 该方法能够有效的去除肌 电信号的噪声 , 为下一步的信号分析打下 良 的基础 。 好   【 关键 词】 小波变换 ; 电信号 ; 肌 信号处理  滤波器卷积 H和 G是分解滤波器 . 和 g h 是重构滤波器 。 h是低  H和 通滤波器 . 对应于尺度 函数 : G和 g 是带通滤波器 . 于小波 函数。 对应   表面肌 电信号 是人体骨骼肌表面通 过电极记录下来 的神 经肌 肉   1 小波降噪的基本原理及方法  _ 3 活动时发放 的生物 电信号 , 它反映 了神经、 肌肉的功能状态 。 在临床上  小波分析的重要应用之一就是用于信号消噪。在此 , 我们简要 地  广泛应用于诊 断神 经肌肉接头 的功能 . 判定 神经系统 、 肌肉功能障碍  阐述下小波分析对信号 消噪 的基本原理  及疾病治疗疗 效 :在运动医学 中用 于肌肉疲劳程度及训 练强度的判  我们知道 。 一个含噪的一维信号模型可表示 为如下形式 :   定 :在康复工程上通过表面肌 电的某些特征的分类可以驱动假肢 、 实  s   )s e ) = ,, ,一   ) 十 ‘( j 01 n 1  k … 现功能性电刺激和生物反馈调节  其 中, 为含噪信号 , 为有用信号 ,(为噪声信号 。 s  ) ,) ( e)   这里我们  肌 电信 号特征提取前必须进 行预处理 .预处理 的 目的是去除噪  认 为 e 为一个 1 高斯 白噪声 , 常表现为高频 信号 , ㈣ 级 通 而工 程实际  声. 增强有用信号 。S MG信号 的预处 理可分两种 : E 一种是硬 件预处  中舳) 通常为低频信号 , 或者是一些 比较平稳的信号 。 因此我们可按如  理. 这种处 理方法是通过改善采集仪 器的性能来提 高信 噪比 . 比如采  下 的方法进行消噪处理 : 首先对信号进行小波分解 . 一般地 . 噪声信号  用空 间滤波器 :另一种是 软件预处理 ,这是一种常用的处理方法 , 而  包含在具有较高频率的细节中. 而可利用 门限 阈值等形式对所分解  从 且. SM 在 E G信号 中应用较多 。 有滤波器 和小波变换两种 . 中小波变  其 的小波系数进行处理 . 然后对信 号进行小波重构 即可达到对信号的消  换是近年来发展起来的一种新技术 . 特别适合 S E M G等非稳定信号 的   噪之 目的。对信号消噪实质上是抑制信号 中的无用部分 . 恢复信号 中   分析 。 小波变换是空间( 时间) 率的局 部变换 . 和频 通过伸缩和平移等运  有用部分的过程  算功能可对 函数或信号进行多尺度的细化分析 . 能有效 地从信 号  从而 般地 , 一维信号消噪的过程可分 为如下 3 个

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