第29卷第12期 2016年12月
传感技术学报
CHINESE JOURNAL OF SENSORS AND ACTUATORS
A De-Noising Method of the EEG Signal
Based onSA4Multi-Wavelet
REN Tong,LUO Zhizeng ,MENG Ming,YAO Jiayang( Robot Research Jnstituze , Hangzhow Dianzi /nieersity, Hangzhow 310018, China)
Vol.29No.12 Dec.2016
Abstract : To retain more details during the EEG signal de-noising, a de-noising method based on SA4 multi-wave-let is proposed. Firstly , the repeated sample pre-filtering method is applied to pre-process the EEG signal, and the multidimensional multi-wavelet coefficients can be obtained by SA4 multi-wavelet decomposition algorithm. Then, the soft threshold function is used to process the multi-wavelet coefficients of each layer, and the coefficients are re constructed by multi-wavelet transform to get the de-noised EEG signal. Simulation results show that compared with db4 wavelet algorithm, the better signal-to- noise ratios and root mean square errors of the EEG signal can be achieved by SA4 multi-wavelet algorithm, which can also reduce the detail loss during the EEG signal de-noising Key words: EEG signal ; de-noising ; SA4 multi-wavelet; pre-filtering; signal-to-noise ratios(SNR)
EEACC:6140;7230;7220
doi:10.3969/j.issn.10041699.2016.12.009
一种基于SA4多小波的脑电信号消噪方法
任通，罗志增，孟明，姚家扬（杭州电子科技大学机器人研究所，杭州310018）
摘要：为了在脑电信号消噪时更好地保留细节信息，提出了一种基于SA4多小波的脑电信号消噪方法。采用重复采样预滤波方法对脑电信号预处理，利用SA4多小波分解算法处理并得到多维多小波系数。对各层多小波系数软阀值处理后，进行多小波重构得到消噪后的脑电信号。伤真结果表明，相比于dlb4小波算法，SA4多小波算法能使脑电信号具有更佳的信噪比和均方误差，并能减少消噪时的信息丢失。
关键词：脑电信号；消噪；SA4多小波；预处理；信噪比
中图分类号：TN911.4;TP391
文献标识码：A
脑电信号EEG(Electroencephalogram）是由头皮表面大量神经元突触后电位同步综合而形成的，反映大脑运行状态和神经细胞活动情况的生物电信号，在脑功能研究和疾病诊断2等方面均有重要应用。但由于脑电信号是一种非平稳非线性极其微弱的随机信号，极易受到噪声干千扰"]，如肌电和工频噪声等，所以消噪就成了脑电信号预处理中最重要的步骤之一。
小波变换的多分辨率和良好的时频局域化的特性4],使得基于小波变换的消噪方法取得了广泛的应用。曹京京3使用小波变换对光纤光栅传感信号进行消噪，殷晓°则用来进行PMN-PT红外传感器读出信号的降噪，均取得了较好效果。但是在
文章编号：1004-1699(2016)12-1832-07
小波变换时，其隔点采样丢失了部分信息，在消除噪声的同时也会损失有用的信息。
db4小波具有正交性和紧支性等优点，其合适的支撑长度，既保证了不会产生边界间题，又有利于能量的集中，不过它在对称性上是近似对称。文献[7]已指明实系数单小波不能同时具有对称性、正交性、短支撑性、高阶消失矩。SA4多小波是2000年由ShenL等构造出来的正交向量小波，且其多尺度函数、小波函数分别是对称与反对称的"]。相比传统意义下的小波，多小波拥有两个或两个以上的多尺度函数和多小波函数，具备了许多传统小波不具备的优良特性，如同时满足正交性、紧支性和高阶消失距等[10]。多
项目来源：国家自然科学基金项目（61172134)；浙江省自然科学基金项目（LY14F030023）
收稿日期：2016-05-26
修改日期：2016-07-18