[发明专利]基于能量元双阈值的微流控芯片信号去噪方法

权利要求书

1.一种基于能量元双阈值的微流控芯片信号去噪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据微流控芯片信号特点，选择小波基与分解层次，进行离散平稳小波变换，得到小波系数；

步骤二、将小波系数转换为小波系数能量元；

步骤三、采用双阈值函数对小波系数能量元进行去噪处理，包括以下步骤：

(1)固定阈值原则选择阈值λ₁；阈值选择公式为：式中N表示信号的长度；λ₁表示选取的阈值；σ表示第J层高频小波系数能量元的标准差；median(·)表示返回中值函数，表示第j层第k个小波系数能量元；

(2)可变阈值选择；根据λ₁设计可变阈值λ₂，λ₂＝λ₁/k,0＜k＜1；

(3)利用双阈值函数对小波系数能量元进行阈值去噪处理，得到阈值去噪处理后的小波系数能量元，所述双阈值函数为：

式中，j和k表示下标；表示第j层第k个小波系数能量元；En表示阈值去噪处理后的小波系数能量元；

步骤四、采用空域相关去噪方法，对阈值去噪处理后的En进行优化；

步骤五、对优化处理后的结果进行系数还原，得到系数还原后的小波系数，对系数还原后的小波系数进行离散平稳小波逆变换重构信号，得到去噪后的微流控芯片信号。

2.根据权利要求1所述的基于能量元双阈值的微流控芯片信号去噪方法，其特征在于，所述步骤二中，将小波系数转换为小波系数能量元包括以下步骤：

(1)对小波变换后的小波系数进行幅度拉伸处理，以满足能量元转换的前提；

(2)将幅度拉伸处理后的小波系数转换为小波系数能量元，并且保持转换前后每个小波系数的符号不变。

3.根据权利要求2所述的基于能量元双阈值的微流控芯片信号去噪方法，其特征在于，所述对小波系数进行幅度拉伸处理的公式为：

式中，j和k表示下标；d_j,k是信号经小波变换得到的第j层第k个小波系数；D_j,k是幅度拉伸预处理后的第j层第k个小波系数；α表示系数拉伸的幅度，α＝0.5/σ₁；σ₁是第一层高频小波系数的标准差，σ₁＝median(|d_1,k|)/0.6745，d_1,k表示第一层的小波系数，median(·)表示返回中值函数。

4.根据权利要求2所述的基于能量元双阈值的微流控芯片信号去噪方法，其特征在于，所述将小波系数转化为小波系数能量元的公式为：

其中，j和k表示下标，j表示分解层次，k表示第k个系数；n为小波系数长度；是第j层第k个小波系数的能量元；sgn(D_j,k)·P_j,k是为了保持小波系数在转换为能量元后符号保持不变，P_j,k是和D_j,k同维的系数矩阵，矩阵的元素全为1；其中sgn(D_j,k)表示对元素D_j,k符号的提取，当D_j,k＜0时，sgn(D_j,k)＝-1；当D_j,k＝0时，sgn(D_j,k)＝0；当D_j,k＞0时，sgn(D_j,k)＝1。