[发明专利]一种EMD-LMS混合滤波方法及滤波器

权利要求书

1.一种EMD-LMS混合滤波方法，其特征在于，包括步骤：

对训练信号进行EMD分解，得到L-1阶IMF分量和残余分量，将残余分量视为是一阶IMF分量，共得到L阶IMF分量；

将L阶IMF分量划分为三类，一类是噪声分量，一类是信噪混合分量，一类是信息分量，其中1-M₁阶IMF为噪声分量，(M₁+1)-M₂阶为信噪混合分量，(M₂+1)-L阶为信息分量；

对信噪混合分量进行滤波；

将滤波后的信噪混合分量与信息分量进行合成，得到合成信号；

将合成信号作为LMS的参考信号，采用LMS自适应滤波方法调整滤波器的权重系数，使输出结果最优。

2.根据权利要求1所述的EMD-LMS混合滤波方法，其特征在于，分别计算分割阶数值M₁和M₂，方法是：

计算各阶IMF分量的CMSE值得到M₁值，M₁的确定方法是：

其中first local min表示第1个极小值点，j为IMF函数中数据点次序，每阶IMF的数据点总数为N，i为IMF函数阶数，L表示IMF分量的总阶数，k为CMSE阶数；CMSE的定义为

计算原始信号概率密度函数与各阶IMF分量的概率密度函数的L2范数得到M₂值，M₂的确定方法是：

其中P_s(x)表示原始信号概率密度函数，P_IMFi(x)表示第i阶IMF的概率密度函数。

3.根据权利要求1所述的EMD-LMS混合滤波方法，其特征在于，采用Kalman滤波方法对信噪混合分量即(M₁+1)-M₂阶IMF分别进行滤波，得到IMF’_i，其中M₁+1≤i≤M₂。

4.根据权利要求3所述的EMD-LMS混合滤波方法，其特征在于，将滤波后的信噪混合分量信息IMF’_i与信息分量进行合成，方法是：

其中，s_f(n)为合成信号。

5.根据权利要求4所述的EMD-LMS混合滤波方法，其特征在于，将EMD滤波后的结果s_f(n)作为参考信号，将实际需要滤波的信号x(n)作为LMS滤波的输入，通过EMD滤波后的s_f(n)与LMS算法结合进行滤波处理，具体方法是：

(1)将合成信号s_f(n)作为LMS滤波算法的参考信号，x(n)为输入信号，y(n)为滤波器的输出信号，w(n)为权重向量，并初始化w(0)；

(2)计算线性滤波器输出对输入信号的响应y(n)＝w^T(n)x(n)；

(3)通过比较输出结果与期望响应，对误差进行估计e(n)＝s_f(n)-y(n)；

(4)根据估计误差自动调整滤波器参数w(n+l)＝w(n)+μ(n)e(n)x(n)，其中μ(n)为步长，判断输入信号x(n)是否结束，若输入信号x(n)继续有数据输入，则回到步骤(2)，重复执行，若输入信号x(n)结束，则结束滤波。

6.一种EMD-LMS混合滤波器，其特征在于，该滤波器利用权利要求1-5任一项所述EMD-LMS混合滤波方法实现滤波。