[發明專利]信號過濾方法和系統

在審

• 申請號: 201610169044.6
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105743523A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 胡靜
• 申請（專利權）人: 廣州視源電子科技股份有限公司
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10;H04B1/16
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 潘桂生

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，特別是涉及一種信號過濾方法和系統。

背景技術

信號在傳輸過程中，由于種種原因，會產生干擾信號。干擾信號會對有用信號產生一定影響，嚴重時，甚至使信號無法解調。因此，在接收到信號之后，往往需要對接收信號進行過濾，去除干擾，得到有用信號。但是，在某些場景下，往往難以徹底將干擾濾除。以心電信號為例。心電信號(Electrocardiograph，ECG)包含大量的生理甚至疾病信息，是臨床診斷心血管疾病的重要工具。病人監護儀及多體征采集設備實際采集到的心電信號較弱，易被多種干擾成分污染，如工頻干擾，肌電(Electromyography，EMG)干擾和漂移干擾等。其中，工頻干擾相對固定，較易去除，但是容易帶來ST段抬高等問題，影響最終的判斷；而肌電干擾則因人而異，且成分復雜，難以去除。通常干擾信號的幅值較高，而且兩者的頻域混疊。因此，尋找魯棒性能好，分離效率高的濾波方法對提取純凈的心電信號意義重大。

肌電干擾的成分復雜，主要來自人體肌肉群的運動，尤其是手臂、腿和胸腔的肌肉運動產生的干擾，如揮手、咀嚼、移動、顫動和肌肉緊張等動作。肌肉運動的部位不同，對心電信號的影響也不同。目前對心電信號中肌電干擾的研究方法包括數字濾波法，盲源分離法(獨立變量分析、典型相關分析)，自適應濾波法，自適應神經模糊系統法。

由于ECG的頻段為0～50Hz，EMG的頻段為1～2000Hz，ECG和EMG的頻譜交叉混疊，難以用常規的數字濾波方法將EMG干擾濾除干凈。肌電干擾去除方法濾波的同時某些有效心電信號也會被去除；且需要人工干預來識別干擾成分，因而具有一定的主觀性而且非常耗時。盲源分離法很難將肌電干擾去除干凈，若是去除過多的肌電分量，則會導致有用心電信號丟失。自適應濾波方法需要相應的參考導聯，因而也存在交叉干擾問題。自適應模糊推理系統(AdaptiveNeuro-FuzzyInferenceSystem，ANFIS)的濾波效果還有待提高。

綜上所述，現有技術干擾濾除的效果較差。

發明內容

基于此，有必要針對現有技術干擾濾除的效果較差的問題，提供一種信號過濾方法和系統。

一種信號過濾方法，包括以下步驟：

對干擾源產生的第一干擾信號進行若干次延遲，將每次延遲信號作為一個元素，構造第一干擾信號的輸出向量；

根據所述輸出向量確定模糊規則的前件，根據所述前件以及預設的模糊規則進行模糊推理，得到模糊規則的第一后件；

對所述輸出向量進行函數擴展，獲取擴展后的輸出向量的正交基函數，根據所述正交基函數確定模糊規則的第二后件，在第一干擾信號經傳輸到達有用信號的信號源處時，根據所述第一后件和第二后件獲取對應的第二干擾信號，根據所述第二干擾信號過濾出信號源產生的有用信號。

一種信號過濾系統，包括：

延遲模塊，用于對干擾源產生的第一干擾信號進行若干次延遲，將每次延遲信號作為一個元素，構造第一干擾信號的輸出向量；

模糊推理模塊，用于根據所述輸出向量確定模糊規則的前件，根據所述前件以及預設的模糊規則進行模糊推理，得到模糊規則的第一后件；

過濾模塊，用于對所述輸出向量進行函數擴展，獲取擴展后的輸出向量的正交基函數，根據所述正交基函數確定模糊規則的第二后件，在第一干擾信號經傳輸到達有用信號的信號源處時，根據所述第一后件和第二后件獲取對應的第二干擾信號，根據所述第二干擾信號過濾出信號源產生的有用信號。

上述信號過濾方法和系統，通過對干擾源產生的干擾信號進行延遲，構造第一干擾信號的輸出向量，根據所述輸出向量確定模糊規則的前件進行模糊推理，對所述輸出向量進行函數擴展，得到一組正交基函數，根據所述正交基函數確定模糊規則的第二后件，并在第一干擾信號經傳輸到達有用信號的信號源處時，根據所述第一后件和第二后件獲取對應的第二干擾信號，能夠有效獲取干擾信號，從而能夠從混有干擾信號的有用信號中提取較為純凈的有用信號。

附圖說明

圖1為本發明的信號過濾方法流程圖；

圖2為正常心電信號示意圖；

圖3為混有肌電信號的心電信號示意圖；

圖4為自適應模糊推理系統的結構示意圖；

圖5為本發明的基于函數鏈神經網絡的自適應模糊推理系統的結構示意圖；

圖6為本發明的信號過濾系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的信號過濾方法的實施例進行描述。