[发明专利]一种参数自适应优化VMD的脉搏波运动伪影去除方法

权利要求书

1.一种参数自适应优化VMD的脉搏波运动伪影去除方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A.首先对变分模态分解的目标函数进行优化设计，加入保证本征模态平滑性质的优化项，得到优化变分模态分解的目标函数；

步骤B.通过引入拉格朗日乘子和二次惩罚因子，对步骤A中设计的目标函数进行去约束求解，通过对各个本征模态、本征模态对应的中心频率以及拉格朗日乘子进行循环更新，完成对脉搏波信号的优化变分模态分解，求得信号的本征模态{u_k}；

步骤C.在分解本征模态个数K和二次惩罚因子α的不同组合下，对脉搏波信号基于步骤B完成优化变分模态分解，设计参数最优选取的关联函数D，通过计算不同参数下分解结果对应的目标函数对参数进行自适应选取，得到优化变分模态分解的最优参数K和α，以及在所述最优参数K和α下的分解结果，即本征模态{u_k}；

步骤D.在得到步骤C最优参数组合及该参数组合下的分解结果后，基于各个本征模态的能量谱完成运动伪影相关本征模态的去除，而后对剩余本征模态进行求和重构，得到完成去噪的脉搏波信号；

步骤A所述目标函数如公式(1)所示：

s.t.∑u_k(t)＝f

其中，min为取最小值，{u_k}表示优化变分模态分解结果中的本征模态集合，其元素u_k表示分解结果中的本征模态，{ω_k}表示优化变分模态分解结果中本征模态对应的中心频率集合，其元素ω_k表示分解结果中本征模态对应的中心频率，K为分解本征模态个数；为u_k的带宽估计；其中表示括号中的项对时间求梯度，δ(t)为脉冲函数，j为虚数单位，*表示卷积运算，||·||₂表示二范数；增加项的目的在于保证分解结果中各个本征模态的平滑性质；其中，γ为正则加权因子，1≥γ≥0，time为所处理脉搏波信号的采样点数，Δu_k(t)表示本征模态u_k在t处的梯度，定义为：Δu_k(t)＝u_k(t)-u_k(t-1)，u_k(t)为本征模态u_k在采样点t处的幅值，||·||₁表示1范数；约束条件为∑u_k(t)＝f，其意义为分解所得所有本征模态之和等于输入信号f。