[发明专利]一种多策略的NIRS干扰检测和去除方法

摘要

一种多策略的NIRS干扰检测和去除方法，包含三个步骤：步骤一，干扰检测，用NIRS信号与加速度信号对干扰进行检测，将干扰分为三种类型，即轻度干扰、中度干扰、重度干扰，并在此基础上确认信号是否发生了基线突变；步骤二，严重干扰处理阶段，将中度干扰、重度干扰和基线突变用插值的方法进行去除；步骤三，小波双阈值干扰去除，得到干净的NIRS信号。本发明采用多种策略来检测NIRS信号中的干扰，适合于短时测量和长时监测等多个应用场景，同时将干扰分为不同的类型并予以不同的处理方式，最后根据检测阈值和处理阈值的双保险策略，可以在有效去除干扰的同时尽可能多地保留有用信息，相比于传统的NIRS干扰去除算法，具有准确性和可靠性都得到了提高。

主权项

1.一种多策略的NIRS干扰检测和去除方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：干扰检测首先计算被检测信号即NIRS信号或者加速度信号的移动标准差MSD，然后根据MSD序列可得到一个随着时间变化的动态阈值序列，根据检测信号的MSD序列的值与对应动态阈值的关系，检测出不同类型的干扰；再根据干扰检测的结果及NIRS信号的变化趋势，判断出干扰区域内是否存在基线突变；步骤二：严重干扰处理通过步骤一的干扰检测，检测出轻度干扰、中度干扰和重度干扰，在此基础上还检测出了发生基线突变的位置；中度干扰、重度干扰和基线突变属于严重干扰，这些正是这一步骤需要处理的；使用三次平滑样条插值的方法，首先处理中度干扰和重度干扰，再处理基线突变，对于轻度干扰区域，则直接跳过步骤二而在步骤三中进行去除；步骤三：小波双阈值处理方法对于NIRS信号，运动干扰的存在通常会在离散小波系数中呈现出离群值，采用两个重要参数w1和w2来判断离群值，其中w1称作检测阈值，用来检测哪些小波系数应被视为运动干扰，而w2称作处理阈值，略小于w1，用来决定具体哪些小波系数应该被处理，而双阈值的概念即是综合利用检测阈值和处理阈值来检测小波系数中的离群点；首先对需要进行干扰去除的信号进行离散小波分解得到小波系数，并估计其标准差，然后根据小波系数的标准差及概率参数α来确定双阈值的值；对于离散小波变换得到的小波系数，逐个比较其绝对值是否大于w1，如果是，则说明该小波系数中包含了运动干扰的情况；然后在此超过检测阈值w1的小波系数附近，再次检测大于绝对值大于w2的小波系数，一直到其左右两侧小波系数的绝对值小于w2为止，标记在这个过程中检测到的所有值大于w2的小波系数，并将值其置为0，而其余的小波系数的值则保持不变；最后用处理后的小波系数去重构得到希望的NIRS信号。