步長因子的迭代公式為：
^為步長因子的初始值，Λ為信號點的迭代次數(shù)，_為第#步長因子，Λ為自然數(shù)，步 長因子根據(jù)步長因子的迭代公式進行更新，步長因子在更新的過程中，當(dāng)均方誤差（/(W) 的曲線為收斂曲線時，可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器輸出信號為降噪信號。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法對乳腺癌切片染噪(有噪聲） 的紅外光譜信號進行處理，可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器階數(shù)設(shè)定為Κ=12、運行次數(shù) Μ=30,初始步長因子，步長因子迭代公式中的η=1至1744,初始化前向濾波器 的權(quán)值(初始化權(quán)值）： W= [0. 1642,0. 1341,0.0529,-0.0624,-0. 1586,-0. 1932,-0. 1555 ， -0. 0599, 0. 0584, 0. 1229, 0. 1106], 根據(jù)本發(fā)明所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法對乳腺癌切片染噪的紅外光譜信號 進行處理過程中的均方誤差/(W的曲線（學(xué)習(xí)曲線）如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明所述的染 噪紅外光譜信號的去噪方法對乳腺癌切片染噪的紅外光譜信號處理后的紅外光譜圖如圖 4所示，采用小波、EEMD分解和LMS自適應(yīng)濾波器分別對染噪的紅外光譜進行處理，小波對 乳腺癌切片染噪的紅外光譜信號處理后的紅外光譜圖如圖5所示，EEMD分解對乳腺癌切片 染噪的紅外光譜信號處理后的紅外光譜圖如圖6所示，LMS自適應(yīng)濾波器對乳腺癌切片染 噪的紅外光譜信號處理后的紅外光譜圖如圖7所示，比較本發(fā)明所述的染噪紅外光譜信號 的去噪方法、小波、EEMD分解和LMS自適應(yīng)濾波器的降噪效果，降噪效果通過SNR、RMSE和 P三項指標(biāo)來體現(xiàn)，本發(fā)明所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法（EEMD聯(lián)合VS-LMS))、小 波、EEMD分解（EEMD)和LMS自適應(yīng)濾波器（LMS)的SNR、RMSE和P三項指標(biāo)如表1所示。 SNR(信噪比）表明了真實信號與噪聲的能量比，故SNR越大越好，RMSE (均方根誤差）反映 了降噪信號與原信號的誤差，故RMSE越小越好，P (相關(guān)系數(shù))表示降噪前后的波形相關(guān)程 度，故P越趨近于1越好。
[0023] 圖1至圖7中，圖5中的紅外光譜的分辨率有所提高，但是，小波的降噪能力不足， 與圖1中未染噪紅外光譜相比，圖5中有細節(jié)淹沒在噪聲中并新添了不少的波峰和波谷，使 得濾波后的波峰特征偏離原圖（圖1);從圖6可以看出，圖6很好的保留了波峰的特點而且 穩(wěn)定性高，但是降噪能力不足，降噪后光譜的波峰分辨率不足；從圖7可以看出，LMS自適應(yīng) 濾波器對乳腺癌切片染噪的紅外光譜信號處理后的紅外光譜圖依然有明顯的噪聲信號；從 圖3可以看出，學(xué)習(xí)曲線為收斂曲線，并且圖4彳艮好的保留了光譜的特性，主要波峰更加貼 近圖1中的主要波峰，即采用本發(fā)明所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法降噪后的乳腺癌 紅外光譜更能反應(yīng)樣本的特征。
[0024] 由表1可以看出，EEMD聯(lián)合VS-LMS的SNR均大于表1中其他三種方法的SNR，EEMD 聯(lián)合VS-LMS的RMSE均小于表1中其他三種方法的RMSE，EEMD聯(lián)合VS-LMS的P相對于表 1中其他三種方法的P更加趨近于1，由此可知，本發(fā)明所述的染噪紅外光譜信號的去噪方 法對乳腺癌切片染噪的紅外光譜信號的降噪效果更佳。
[0025] 綜上所述，根據(jù)本發(fā)明所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法對染噪紅外光譜信號 的降噪效果更佳，并且根據(jù)本發(fā)明所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法降噪后的紅外光譜 信號更加貼近未染噪的紅外光譜信號，為乳腺癌等疾病的診斷和治療，能夠提供更好的依 據(jù)。
[0026] 以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的實施例，其具有較強的適應(yīng)性和實施效果，可根據(jù) 實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。
【主權(quán)項】
1. 一種染噪紅外光譜信號的去噪方法，其特征在于按下述步驟進行：第一步，將加入 高斯白噪聲后的染噪紅外光譜信號進行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解后得到^/個本征模態(tài)分量，J為自然 數(shù)，將7個本征模態(tài)分量加權(quán)平均后得到加權(quán)平均本征模態(tài)分量和殘余量；第二步，對染噪 紅外光譜信號進行信號重構(gòu)后得到重構(gòu)信號；第三步，將重構(gòu)信號輸入可變步長最小均方 自適應(yīng)濾波器，在可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器中初始化權(quán)值、設(shè)定步長因子的初始值、 設(shè)定階數(shù)和設(shè)定運行次數(shù)，可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器在運行的過程中，更新步長因 子，當(dāng)均方誤差的曲線為收斂曲線時，可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器輸出信號為降噪信 號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法，其特征在于第一步中，在 染噪紅外光譜信號中加入若干次均值為0、標(biāo)準(zhǔn)差是常數(shù)的高斯白噪聲，高斯白噪聲用 表示，i為自然數(shù)，染噪紅外光譜信號用表示，加入高斯白噪聲的染噪紅外光譜信 號用表示，_=：^0^^0?)，將加入高斯白噪聲的染噪紅外光譜信號進行經(jīng)驗?zāi)B(tài) 分解后得到^/個本征模態(tài)分量，本征模態(tài)分量用$0*)表示，利用不相關(guān)的隨機序列統(tǒng)計均 值為〇的特性，將7個本征模態(tài)分量加權(quán)平均運算，消除有噪聲的本征模態(tài)分量，加權(quán)平均 運算后得到加權(quán)平均本征模態(tài)分量和殘余量，加權(quán)平均本征模態(tài)分量用&表不，殘余量用 表示，勸自然數(shù)，：3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法，其特征在于第 二步中，對染噪紅外光譜信號進行信號重構(gòu)后得到重構(gòu)信號，重構(gòu)信號用表示，〔《)為對加入高斯白噪聲后的染噪紅外光譜信號進行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分 解后得到的第^/個本征模態(tài)分量。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法，其特征在于第三步中，將 重構(gòu)信號輸入可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器中的序列用表示，可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器的加權(quán)矢量用_:表示，可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器的輸出信號用表示，:相對于期望信號的誤差用表示，誤差與步長因子的關(guān)系滿足：mu為步長因子，為常數(shù)，用來控制收斂速度，_:為信號的誤差，為了保證迭代后收 斂，皿必須滿足：χ，為為輸入序列:麵[命自相關(guān)矩陣Jig的最大特征值， 生必m名的·?Φ件/入才年1 .^為步長因子的初始值，Λ為信號點的迭代次數(shù)，_為第#步長因子，Λ為自然數(shù)， 步長因子根據(jù)步長因子的迭代公式進行更新，步長因子在更新的過程中，當(dāng)均方誤差的曲 線為收斂曲線時，可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器輸出信號為降噪信號。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法，其特征在于第三步中，將重 構(gòu)信號輸入可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器中的序列用l(n)表示，可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器的加權(quán)矢量用_(表示，可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器的輸出信號用·Κ?)表示，_:相對于期望信號_的誤差用表示，誤差與步長因子的關(guān)系滿足：mu為步長因子，為常數(shù)，用來控制收斂速度，為信號的誤差，為了保證迭代后收 斂，必須滿足3輸入序列:啟相關(guān)矩陣%的最大特征值， 步長因子的迭代公式為：^為步長因子的初始值，Λ為信號點的迭代次數(shù)，_為第#步長因子，Λ為自然數(shù)， 步長因子根據(jù)步長因子的迭代公式進行更新，步長因子在更新的過程中，當(dāng)均方誤差的曲 線為收斂曲線時，可變步長最小均方自適應(yīng)濾波器輸出信號為降噪信號。
【專利摘要】<b>本發(fā)明涉及紅外光譜信號的去噪方法技術(shù)領(lǐng)域，是一種染噪紅外光譜信號的去噪方法，按下述步驟進行：第一步，將加入高斯白噪聲后的染噪紅外光譜信號進行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解后得到</b><b><i>j</i></b><b>個</b><b>本征模態(tài)分量，將</b><b><i>j</i></b><b>個</b><b>本征模態(tài)分量加權(quán)平均后得到加權(quán)平均本征模態(tài)分量和殘余量；第二步，對染噪紅外光譜信號進行信號重構(gòu)后得到重構(gòu)信號。本發(fā)明所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法對染噪紅外光譜信號的降噪效果更佳，并且根據(jù)本發(fā)明所述的染噪紅外光譜信號的去噪方法降噪后的紅外光譜信號更加貼近未染噪的紅外光譜信號，為乳腺癌等疾病的診斷和治療，能夠提供更好的依據(jù)。</b>
【IPC分類】G06T5/00, G01N21/35
【公開號】CN105260990
【申請?zhí)枴緾N201510597101
【發(fā)明人】呂國棟, 呂小毅, 莫家慶, 劉輝, 付明剛, 溫浩, 林仁勇, 盧曉梅
【申請人】新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月18日