联合主成分分析-小波与整体平均经验模态分解的锋电位去噪方法

作者：周怡君; 胡一凡; 李蒙蒙; 杨莉芳; 尚志刚^*

来源：生物医学工程学杂志, 2020, 37(02): 271-279.

• 锋电位
• 主成分分析
• 小波阈值去噪
• 整体平均经验模态分解
• 信噪比

多通道微电极阵列记录的锋电位(Spike)十分微弱,极易受干扰,其含噪的特性影响了Spike检出的准确率。针对Spike检测过程中通常存在的独立白噪声、相关噪声与有色噪声,本文结合主成分分析(PCA)、小波分析和自适应时频分析,提出PCA-小波(PCAW)与整体平均经验模态分解(EEMD)联合的去噪新方法(PCWE)。首先,利用PCA提取多通道神经信号通道间的主成分作为相关噪声去除;然后利用小波阈值法对独立白噪声进行去除;最后利用EEMD把噪声分解到各层本质模态函数中,对有色噪声进行去除。仿真结果表明,PCWE使信噪比约提高2.67 dB,标准差约减小0.4μV,显著提高了Spike的检出精确率;实测数据结果表明,PCWE能使信噪比约提高1.33 dB,标准差约减小18.33μV,表现出良好的去噪性能。本文研究结果表明,PCWE可以提高Spike信号的可靠性,或可为神经信号的编码解码提供一种新型有效的锋电位去噪方法。

• 单位
  郑州大学