[发明专利]干扰消除方法、介质及设备

说明书

本申请涉及信号处理技术领域，公开了一种干扰消除方法、介质及设备，可以从基于多个通道接收的测量信号中消除干扰信号得到有效信号，以避免干扰信号对有效信号的影响。该方法包括：从多个通道获取测量信号，测量信号中混合了有效信号和干扰信号；采用滑动时间窗将测量信号中的数据构建为第一分块Hankel矩阵，按照奇异值分解将第一分块Hankel矩阵分解为多个分量；从多个分量中识别并去除与干扰信号源对应的分量，以得到测量信号中的目标有效信号；同一列数据为同一滑动时间窗内从多个通道采样得到的数据，不同列数据为不同滑动时间窗内从多个通道采样得到的数据。该方法具体可以用于消除电磁干扰信号对磁共振成像信号的影响。

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，特别涉及一种干扰消除方法、介质及设备。

背景技术

随着电气、电子设备的大量应用，人们对于电子设备接收到的信号的质量的要求越来越高。通常电子设备所处的环境存在干扰(Interference)，并且电子设备的运行过程以及馈线系统也会产生干扰，这使得电子设备接收到的有效信号会受到其他干扰信号的影响。也就是说，干扰信号会对有效信号的接收造成损害，从而导致电子设备获取的有效信号失真或者信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)降低。

例如，对于磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)设备而言，采集的磁共振成像信号通常会受到环境中的电磁干扰信号(Electromagnetic Interference，EMI)等干扰信号的影响，进而使得磁共振成像中存在伪影或者降低磁共振成像的信噪比，降低了磁共振成像的准确性。为了避免电磁干扰信号对磁共振成像质量的影响，通常需要对磁共振成像设备进行严格的电磁屏蔽，如将磁共振成像设备放置于特定的房间内，而电磁屏蔽将会极大地限制磁共振成像的应用场景。

发明内容

本申请实施例提供了一种干扰消除方法、介质及设备，可以从基于多个通道接收的测量信号中消除干扰信号得到有效信号，以避免干扰信号对有效信号的影响。

第一方面，本申请实施例提供了一种干扰消除方法，应用于包括具有信号接收功能的多个通道的电子设备，该方法包括：从该多个通道获取测量信号，测量信号中混合了有效信号和干扰信号；采用滑动时间窗将测量信号中的数据构建为第一分块Hankel矩阵，按照奇异值分解将第一分块Hankel矩阵分解为多个分量；从多个分量中识别并去除与干扰信号对应的分量，以得到测量信号中的目标有效信号；其中，第一分块Hankel矩阵中同一列数据均为同一滑动时间窗内从多个通道采样得到的数据，不同列数据为不同滑动时间窗内从上述多个通道采样得到的数据，一个滑动时间窗中包括至少两个采样时间点，并且相邻的两个滑动时间窗之间间隔了一个采样时间点。干扰信号在多个通道之间的耦合关系具有频域相关性，且该耦合关系在频域上连续且平滑。

具体地，上述方法可以应用于磁共振成像、同步脑电-功能磁共振成像以及语音信号处理等场景中，但不限于此。可以理解的是，由于上述耦合关系在频域上连续且平滑，因此使得在时域上该耦合关系反映为，针对某个通道中的信号可以用该通道的相邻时间点的采样数据，以及其他通道的当前及相邻时间点的采样数据来进行线性表示，而且这些线性关系的线性系数是时不变的。如此，基于这些线性系数时不变的特性，可以实现按照上述方式采用滑动时间窗将测量信号中的数据构建为第一分块Hankel矩阵，以使得对第一分块Hankel矩阵的奇异值分解得出与电磁干扰信号等干扰信号对应的分量，进而可以去除这些分量仅保留与有效信号对应的分量。如此，便可以得到测量信号中信噪比较高的有效信号。并且，上述方法无需获知干扰信号(如电磁干扰信号)在多个通道之间的耦合关系，即无需获取用于估计多个通道之间的耦合关系的校准数据，有利于简化消除电磁干扰信号的过程，并提升电磁干扰消除的稳定性。更具体地，在磁共振成像场景中，上述测量信号包括混合的磁共振成像信号和电磁干扰信号等，按照上述干扰消除方法可以消除磁共振成像中存在的伪影、得到信噪比较高的磁共振成像信号。进而，可以极大地提高磁共振成像的质量，实现在未屏蔽或部分屏蔽的环境中正常运行低场磁共振成像设备。