專利名稱：一種信號(hào)基線快速處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種信號(hào)基線快速處理方法及裝置。
背景技術(shù)：
進(jìn)行信號(hào)采集時(shí)，由于零點(diǎn)漂移，低頻干擾，傳感器接觸不良等因素，可能導(dǎo)致信號(hào)基線產(chǎn)生緩慢的波動(dòng)。對(duì)脈沖信號(hào)的幅值進(jìn)行測(cè)量時(shí)，這種緩慢的波動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致脈沖幅值測(cè)量失真。例如在某些粒子檢測(cè)系統(tǒng)(特別是血液細(xì)胞分析儀)中，脈沖幅度測(cè)量的失真將會(huì)導(dǎo)致較多的測(cè)量參數(shù)產(chǎn)生嚴(yán)重偏差，顯然這種結(jié)果不是所期望的。例如在粒子檢測(cè)系統(tǒng)(尤其是血液細(xì)胞分析儀)中，一個(gè)粒子(或細(xì)胞)經(jīng)過微孔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)幅值與體積成比例的脈沖信號(hào)，如圖1所示。在粒子檢測(cè)系統(tǒng)(特別是血液細(xì)胞分析儀)中，由于采樣速率較高，且采樣時(shí)間長(zhǎng)，采集的數(shù)據(jù)總量較大。對(duì)于實(shí)時(shí)性要求較高的產(chǎn)品(例如血液細(xì)胞分析儀中)，在數(shù)據(jù)傳輸前必須進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理，而通常采用的數(shù)據(jù)壓縮方式是舍去數(shù)據(jù)中無(wú)信號(hào)的數(shù)據(jù)。 在實(shí)際應(yīng)用中，其中一種實(shí)現(xiàn)方法是設(shè)定一個(gè)固定閾值，小于閾值的數(shù)據(jù)都舍去，大于閾值的數(shù)據(jù)保留，如果沒有信號(hào)基線波動(dòng)存在，那么可以達(dá)到在信息基本無(wú)損的情況下完成數(shù)據(jù)壓縮的目的。但如果在壓縮前的數(shù)據(jù)中存在信號(hào)基線波動(dòng)如圖2所示，采用閾值設(shè)定的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，將導(dǎo)致壓縮后的脈沖幅值信息嚴(yán)重失真，且不可恢復(fù)。因此在數(shù)據(jù)壓縮前，通常會(huì)采用濾波方式，去除信號(hào)基線。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00610087957. X(公開號(hào) CN 1893551A)的公開技術(shù)文件中公布了一種中值濾波方法和裝置，不過其內(nèi)容主要是針對(duì)圖像處理，且未詳細(xì)公開中位數(shù)計(jì)算方法；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00710075884. 7 (公開號(hào)CN 101344475A)的公開技術(shù)文件中，詳細(xì)描述了一種數(shù)字濾波方法和裝置。其方法的主要思想為基于硬件邏輯的不完全桶排序中值濾波。桶排序算法要求待排序的數(shù)據(jù)大小在一個(gè)固定的區(qū)間內(nèi)，并把固定區(qū)間等分為η 個(gè)桶，然后把待排序數(shù)據(jù)根據(jù)值的大小放入η個(gè)桶中，最后對(duì)η個(gè)桶中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序(也可以在子區(qū)間內(nèi)繼續(xù)使用桶排序算法)并連接η個(gè)桶。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00710075884. 7 的公開技術(shù)文件中，對(duì)N個(gè)待排序數(shù)據(jù)采用了桶排序算法的第一輪排序，并把桶中的數(shù)值按照每個(gè)桶固有順序從小到大進(jìn)行累加，確定累加值第一次大于Ν/2的數(shù)值，此即為中位數(shù)。對(duì)待信號(hào)基線處理的數(shù)據(jù)序列，選取長(zhǎng)度為k的濾波窗口，從大于k/2的序列點(diǎn)開始，當(dāng)前點(diǎn)的值用濾波窗口內(nèi)的中位數(shù)代替，稱之為中值數(shù)據(jù)序列，如圖3所示。若選取大小合適的k值，那么濾波后輸出的中值數(shù)據(jù)序列即為期望得到的信號(hào)基線數(shù)據(jù)。用原始數(shù)據(jù)序列減去相對(duì)應(yīng)的信號(hào)基線數(shù)據(jù)序列，再采用閾值設(shè)定方法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，即能達(dá)到理想效果。 雖然中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00710075884. 7公開的技術(shù)文件中利用中值濾波的邊緣保持特性和優(yōu)良的噪聲抑制特性，解決了信號(hào)基線波動(dòng)的準(zhǔn)確跟蹤識(shí)別問題。但在中位數(shù)的計(jì)算方法方面還有待進(jìn)一步改進(jìn)。眾所周知，桶排序算法在待排序數(shù)據(jù)序列值均勻分布時(shí)，算法復(fù)雜度下限接近于 0(N)，但當(dāng)值的分布不均勻時(shí)，算法復(fù)雜度上限是0(N*logN)。即使按照中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00710075884. 7技術(shù)文件中公開的方法，對(duì)于處理N個(gè)數(shù)據(jù)序列點(diǎn)，若使用的窗口長(zhǎng)度為 k，則至少要2*k*N次比較和(k*N+k*N/2)次加法，對(duì)于數(shù)據(jù)分布不均勻情況，所需運(yùn)算量更多。雖然算法復(fù)雜度量級(jí)已是O(N)，但對(duì)于數(shù)據(jù)量大(例如20M以上的數(shù)據(jù)點(diǎn))，且實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用而言，運(yùn)算量仍然過大，由于有加法運(yùn)算存在，硬件實(shí)現(xiàn)邏輯也較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種快速信號(hào)基線處理方法及裝置。該方法利用采樣數(shù)據(jù)是逐點(diǎn)順序增加這一重要信息，提供了一種快速中位數(shù)計(jì)算方法；并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了中值濾波器， 利用中值濾波器輸出結(jié)果和原始數(shù)據(jù)相減，實(shí)現(xiàn)信號(hào)基線去除操作。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種快速信號(hào)基線處理方法，包括如下步驟a)選取合適的濾波窗口長(zhǎng)度k，并以當(dāng)前處理點(diǎn)為參考點(diǎn)，選取合適的數(shù)據(jù)序列填充濾波窗口；b)如果當(dāng)前點(diǎn)是開始點(diǎn)，則對(duì)濾波窗口中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排尋，并輸出中位數(shù)作為當(dāng)前處理點(diǎn)的信號(hào)基線；C)如果當(dāng)前點(diǎn)不是開始點(diǎn)，則用快速中位數(shù)計(jì)算方法計(jì)算濾波窗口中的中位數(shù)， 并作為當(dāng)前處理點(diǎn)的信號(hào)基線輸出；d)用采集到的當(dāng)前處理點(diǎn)值減去當(dāng)前處理點(diǎn)的信號(hào)基線輸出值，作為去信號(hào)基線的數(shù)據(jù)輸出。所述步驟C)還包括如下步驟e)判別當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)濾波窗口中最后一個(gè)數(shù)據(jù)，與前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)大小關(guān)系；f)若當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濾波窗口最后一個(gè)數(shù)據(jù)，與前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)相等，則當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)即為濾波窗口最后一個(gè)數(shù)據(jù)值；g)若當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濾波窗口最后一個(gè)數(shù)據(jù)，比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)小，則當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)，為濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)次小的數(shù)值， 或者為前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)；h)若當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濾波窗口最后一個(gè)數(shù)據(jù)，比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)大，則當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)，為濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)次大的數(shù)值， 或者為前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)。所述步驟g)還包括如下步驟i)若當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)小的個(gè)數(shù)等于(k+l)/2，則用當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)次小的數(shù)值，作為當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)輸出；j)若當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)小的個(gè)數(shù)小于(k+l)/2，則當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)，與前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)相等。 所述步驟h)還包括如下步驟 k)若當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)大的個(gè)數(shù)等于(k+l)/2，則用當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)次大的數(shù)值，作為當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)輸出；1)若當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)大的個(gè)數(shù)小于(k+l)/2，則當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)，與前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)相等。一種快速信號(hào)基線處理裝置，其包括A/D采樣單元、數(shù)據(jù)點(diǎn)位置判別器、濾波窗口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、排序單元、最新采樣點(diǎn)記錄單元、中位數(shù)記錄單元、比較器一、濾波窗口中位數(shù)判別器、信號(hào)基線輸出單元、相位補(bǔ)償單元、減法器、閾值設(shè)定單元、比較器二和數(shù)據(jù)輸出單元。其中一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方案是，從A/D采集到的數(shù)據(jù)，其中一路送入相位補(bǔ)償單元， 延遲R個(gè)周期后(本單元的存儲(chǔ)長(zhǎng)度大于R)，作為基線輸出的原始比較數(shù)據(jù)；一路送入位置判別器；一路送入最新數(shù)據(jù)采集點(diǎn)記錄FIFO ；—路送入濾波窗口 FIF0(窗口長(zhǎng)度為K)； 若位置判別器判別輸出是開始點(diǎn)，則啟動(dòng)全排序單元，并把全排序單元輸出的中位數(shù)記錄到中位數(shù)據(jù)記錄FIFO中；位置判別器判別輸出是非開始點(diǎn)，則關(guān)閉全排序單元，且打開最新數(shù)據(jù)采集點(diǎn)記錄FIFO和比較器一，允許其存儲(chǔ)值送入比較器一中；接下來(lái)比較器一對(duì)中位數(shù)記錄FIFO (FIFO的容量為1)的中值和最新采樣點(diǎn)值的大小，并把結(jié)果輸入濾波窗口中位數(shù)判別器；濾波窗口中位數(shù)判別器根據(jù)上述中描述的步驟進(jìn)行處理并把輸出的中位數(shù)存入到中位數(shù)記錄FIFO中；中位數(shù)記錄FIFO中的每次結(jié)果會(huì)被送入到基線輸出單元順序存儲(chǔ)；減法器把相位補(bǔ)償單元中與其對(duì)應(yīng)的中位數(shù)相減值作為輸出，并使中位數(shù)記錄FIFO 丟棄已經(jīng)使用過的中位數(shù)；比較器二收到減法器的輸出值，并與閾值設(shè)定FIFO中的數(shù)值比較，若減法器輸出結(jié)果大于閾值則把此值存儲(chǔ)到輸出FIFO中，否則不存入輸出FIFO中；當(dāng)輸出FIFO中數(shù)據(jù)半滿時(shí)，則通知后繼處理器讀取數(shù)據(jù)，并把減法器輸出的數(shù)據(jù)放入后半段存儲(chǔ)空間中，當(dāng)后半段存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)滿時(shí)，則使用前半段存儲(chǔ)空間，依次循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出功能。本發(fā)明主要目的就是要根據(jù)實(shí)際需求解決中位數(shù)計(jì)算運(yùn)算量大的問題，使得中位數(shù)計(jì)算所需的運(yùn)算量更小，且硬件邏輯實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單，達(dá)到較為完整去除原始脈沖信號(hào)中的信號(hào)基線的目的。對(duì)于處理N個(gè)數(shù)據(jù)序列點(diǎn)，若選擇的窗口長(zhǎng)度為k，那么所需的運(yùn)算僅需 (2*k+3)*N次比較，且數(shù)據(jù)值分布不均勻并不增加運(yùn)算量。同時(shí)，由于不需要加法運(yùn)算，也減少了硬件邏輯實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性。在信號(hào)基線處理領(lǐng)域具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。


圖1現(xiàn)有脈沖信號(hào)示意圖； 圖2現(xiàn)有有信號(hào)基線波動(dòng)的原始脈沖數(shù)據(jù)示意圖； 圖3現(xiàn)有中值濾波示意圖；圖4本發(fā)明實(shí)施例采樣數(shù)據(jù)序列點(diǎn)順序增加示意圖； 圖5本發(fā)明實(shí)施例快速中位數(shù)計(jì)算流程示意圖； 圖6本發(fā)明實(shí)施例濾波窗口選取示意圖； 圖7本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖； 圖8本發(fā)明實(shí)施例提取的信號(hào)基線數(shù)據(jù)示意圖； 圖9本發(fā)明實(shí)施例去信號(hào)基線后的數(shù)據(jù)示意具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明如圖所示，公開了一種快速信號(hào)基線處理方法及裝置。該方法利用采樣數(shù)據(jù)是逐點(diǎn)順序增加(如圖4所示)這一重要信息，提供了一種快速中位數(shù)計(jì)算方法；并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了中值濾波器，利用中值濾波器輸出結(jié)果和原始數(shù)據(jù)相減，實(shí)現(xiàn)信號(hào)基線去除操作。一種快速信號(hào)基線處理方法包括獲取當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濾波窗口數(shù)據(jù)序列，用窗口序列中最后一個(gè)位置上的點(diǎn) (適時(shí)系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)最新采樣點(diǎn))，與前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)值進(jìn)行比較。根據(jù)采用數(shù)據(jù)是逐點(diǎn)順序可知，若濾波窗口新加入點(diǎn)的值與前一個(gè)點(diǎn)的中位數(shù)值相等，則當(dāng)前點(diǎn)對(duì)應(yīng)于濾波窗口數(shù)據(jù)序列的中位數(shù)與前一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)相等；若濾波窗口新加入點(diǎn)的值比前一個(gè)點(diǎn)的中位數(shù)值小，則當(dāng)前點(diǎn)對(duì)應(yīng)于濾波窗口數(shù)據(jù)序列的中位數(shù)，或者與前一個(gè)處理數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)相等，或者是當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)次小的值；若濾波窗口新加入點(diǎn)的值比前一個(gè)點(diǎn)的中位數(shù)值大，則當(dāng)前點(diǎn)對(duì)應(yīng)于濾波窗口數(shù)據(jù)序列的中位數(shù)，或者與前一個(gè)處理數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)相等，或者是當(dāng)前濾波窗口數(shù)據(jù)序列中比前一個(gè)處理數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)次大的值。如圖5所示，是本方法的流程示意圖。一種快速信號(hào)基線處理裝置(如圖7所示)包括A/D采樣單元，用于對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)點(diǎn)位置判別器，用于判別當(dāng)前采樣點(diǎn)是否是需要處理的開始點(diǎn)，且在判別開始點(diǎn)后鎖存狀態(tài)。濾波窗口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)當(dāng)前待處理點(diǎn)的濾波窗口內(nèi)的采集數(shù)據(jù)。排序單元，用于對(duì)開始點(diǎn)的濾波窗口內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行排序。最新采樣點(diǎn)記錄單元，用于記錄最新采樣數(shù)據(jù)，采用覆蓋記錄方式。中位數(shù)記錄單元，用于記錄前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)值，若當(dāng)前處理點(diǎn)為開始點(diǎn)，則其內(nèi)容置為0。比較器一，用于判別最新采樣數(shù)據(jù)與前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)間的大小或相等關(guān)系。濾波窗口中位數(shù)判別器，根據(jù)比較器一的結(jié)果，快速判別當(dāng)前點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)。信號(hào)基線輸出單元，用于輸出當(dāng)前點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)，并作為信號(hào)基線值。如圖8，對(duì)圖2所示數(shù)據(jù)提取的信號(hào)基線數(shù)據(jù)。相位補(bǔ)償單元，用于順序存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)。并按照先入先出的原則存放數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)區(qū)的大小為排序模塊所需的延時(shí)周期。如圖2所示數(shù)據(jù)，為采集后帶脈沖的原始數(shù)據(jù)，在某個(gè)時(shí)刻其中的一段將存儲(chǔ)在相位補(bǔ)償單元中。減法器，用于輸入當(dāng)前點(diǎn)的原始采樣數(shù)據(jù)值和信號(hào)基線值，并用原始采樣數(shù)據(jù)減去信號(hào)基線值，作為單元輸出。如圖9，對(duì)圖2所示數(shù)據(jù)去掉信號(hào)基線后的數(shù)據(jù)示意圖。閾值設(shè)定單元，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)壓縮的閾值。比較器二，用于判別采樣并去信號(hào)基線的數(shù)據(jù)與設(shè)定閾值間的大小關(guān)系，大于閾值則輸出，小于閾值則丟棄。數(shù)據(jù)輸出單元，用于存儲(chǔ)比較器二的輸出結(jié)果。如圖7所示，是快速信號(hào)基線處理方法和裝置的一種優(yōu)選實(shí)施實(shí)例結(jié)構(gòu)圖。主要包括A/D采樣單元，數(shù)據(jù)點(diǎn)位置判別器，濾波窗口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，排序單元，最新采樣點(diǎn)記錄單元，中位數(shù)記錄單元，比較器一，濾波窗□中位數(shù)判別器，信號(hào)基線輸出單元，相位補(bǔ)償單元，減法器，閾值設(shè)定單元，比較器二，數(shù)據(jù)輸出單元。以下是優(yōu)選實(shí)施實(shí)例的詳細(xì)描述。A/D采樣單元用于對(duì)信號(hào)采樣，輸出采樣數(shù)據(jù)。濾波窗口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的窗口數(shù)據(jù)，若選取濾波窗口長(zhǎng)度為k(根據(jù)濾波頻率要求確定的經(jīng)驗(yàn)值，且一般選擇k為奇數(shù))，通常濾波窗口的選取如圖6所示。數(shù)據(jù)點(diǎn)位置判別器，主要判別信號(hào)基線處理的開始點(diǎn)，若是開始點(diǎn)，則啟動(dòng)排序單元對(duì)濾波窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次全排序，并輸出中位數(shù)記為MO ；若不是開始點(diǎn)，則啟動(dòng)比較器一。最新采樣點(diǎn)記錄單元，以覆蓋舊記錄的方式存儲(chǔ)最新的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)記為X。中位數(shù)記錄單元，用于記錄當(dāng)前處理點(diǎn)的前一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)記為M。比較器一，用于判別X和M的大小關(guān)系。濾波窗口中位數(shù)判別器，結(jié)合比較器一的結(jié)果，用于判別濾波窗口的中位數(shù)，其判別邏輯如圖5所示。信號(hào)基線輸出單元，輸出當(dāng)前點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)，并作為當(dāng)前點(diǎn)的信號(hào)基線值。相位補(bǔ)償單元，用于存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)，所述相位補(bǔ)償單元的補(bǔ)償寬度為P，可緩存P個(gè)數(shù)據(jù)，且P的大小與排序單元所需的時(shí)間周期成比例，同時(shí)P > k/2。減法器，用于輸入當(dāng)前點(diǎn)的原始采樣數(shù)據(jù)值和信號(hào)基線值，并用原始采樣數(shù)據(jù)減去信號(hào)基線值，作為單元輸出。如圖9，對(duì)圖2所示數(shù)據(jù)去掉信號(hào)基線后的數(shù)據(jù)示意圖。閾值設(shè)定單元，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)壓縮采用的閾值。比較器二，用于判別采樣并去信號(hào)基線的數(shù)據(jù)與設(shè)定閾值間的大小關(guān)系，大于閾值則輸出，小于閾值則丟棄。數(shù)據(jù)輸出單元，用于存儲(chǔ)比較器二的輸出結(jié)果。本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和精神，可以有多種變形方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明， 以上所述僅為本發(fā)明較佳可行的實(shí)施例而已，并非因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種快速信號(hào)基線處理方法，其特征在于包括如下步驟a)選取合適的濾波窗口長(zhǎng)度k，并以當(dāng)前處理點(diǎn)為參考點(diǎn)，選取合適的數(shù)據(jù)序列填充濾波窗口 ；b)如果當(dāng)前點(diǎn)是開始點(diǎn)，則對(duì)濾波窗口中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排尋，并輸出中位數(shù)作為當(dāng)前處理點(diǎn)的信號(hào)基線；c)如果當(dāng)前點(diǎn)不是開始點(diǎn)，則用快速中位數(shù)計(jì)算方法計(jì)算濾波窗口中的中位數(shù)，并作為當(dāng)前處理點(diǎn)的信號(hào)基線輸出；d)用采集到的當(dāng)前處理點(diǎn)值減去當(dāng)前處理點(diǎn)的信號(hào)基線輸出值，作為去信號(hào)基線的數(shù)據(jù)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述一種快速信號(hào)基線處理方法，其特征在于所述步驟c)還包括如下步驟e)判別當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)濾波窗口中最后一個(gè)數(shù)據(jù)，與前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)大小關(guān)系；f)若當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濾波窗口最后一個(gè)數(shù)據(jù)，與前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)相等， 則當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)即為濾波窗口最后一個(gè)數(shù)據(jù)值；g)若當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濾波窗口最后一個(gè)數(shù)據(jù)，比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)小，則當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)，為濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)次小的數(shù)值，或者為前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)；h)若當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濾波窗口最后一個(gè)數(shù)據(jù)，比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)大，則當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)，為濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)次大的數(shù)值，或者為前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述一種快速信號(hào)基線處理方法，其特征在于所述步驟g)還包括如下步驟i)若當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)小的個(gè)數(shù)等于(k+l)/2，則用當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)次小的數(shù)值，作為當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)輸出；j)若當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)小的個(gè)數(shù)小于(k+l)/2，則當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)，與前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)相等。
4.如權(quán)利要求2中所述一種快速信號(hào)基線處理方法，其特征在于所述步驟h)還包括如下步驟k)若當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)大的個(gè)數(shù)等于(k+l)/2，則用當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)次大的數(shù)值，作為當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)輸出；1)若當(dāng)前濾波窗口中比前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)大的個(gè)數(shù)小于(k+l)/2，則當(dāng)前處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)，與前一個(gè)處理點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中位數(shù)相等。
5.一種快速信號(hào)基線處理裝置，其特征在于包括A/D采樣單元、數(shù)據(jù)點(diǎn)位置判別器、 濾波窗口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、排序單元、最新采樣點(diǎn)記錄單元、中位數(shù)記錄單元、比較器一、濾波窗口中位數(shù)判別器、信號(hào)基線輸出單元、相位補(bǔ)償單元、減法器、閾值設(shè)定單元、比較器二和數(shù)據(jù)輸出單，所述A/D采集到的數(shù)據(jù)，其中一路送入所述相位補(bǔ)償單元，延遲后，與作為基線輸出的原始比較數(shù)據(jù)；一路送入所述位置判別器；一路送入所述最新數(shù)據(jù)采集點(diǎn)記錄單元；一路送入所述濾波窗口中位數(shù)判別器；若所述位置判別器判別輸出是開始點(diǎn)，則啟動(dòng)全排序單元，并把全排序單元輸出的中位數(shù)記錄到所述中位數(shù)據(jù)記錄單元中；所述位置判別器判別輸出是非開始點(diǎn)，則關(guān)閉全排序單元，且打開最新數(shù)據(jù)采集點(diǎn)記錄單元和比較器一，允許其存儲(chǔ)值送入比較器一中；接下來(lái)比較器一對(duì)中位數(shù)記錄單元的中值和最新采樣點(diǎn)值的大小，并把結(jié)果輸入濾波窗口中位數(shù)判別器；濾波窗口中位數(shù)判別器把輸出的中位數(shù)存入到中位數(shù)記錄單元中；中位數(shù)記錄單元中的每次結(jié)果會(huì)被送入到基線輸出單元順序存儲(chǔ)；減法器把相位補(bǔ)償單元中與其對(duì)應(yīng)的中位數(shù)相減值作為輸出，并使中位數(shù)記錄單元，丟棄已經(jīng)使用過的中位數(shù)；比較器二收到減法器的輸出值，并與閾值設(shè)定單元中的數(shù)值比較，若減法器輸出結(jié)果大于閾值則把此值存儲(chǔ)到輸出單元中，否則不存入輸出單元中；當(dāng)輸出單元中數(shù)據(jù)半滿時(shí)，則通知后繼處理器讀取數(shù)據(jù)，并把減法器輸出的數(shù)據(jù)放入后半段存儲(chǔ)空間中，當(dāng)后半段存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)滿時(shí)，則使用前半段存儲(chǔ)空間，依次循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速信號(hào)基線處理方法及裝置。該方法利用采樣數(shù)據(jù)是逐點(diǎn)順序增加這一重要信息，提供了一種快速中位數(shù)計(jì)算方法；并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了中值濾波器，利用中值濾波器輸出結(jié)果和原始數(shù)據(jù)相減，實(shí)現(xiàn)信號(hào)基線去除操作。包括如下步驟a)選取合適的濾波窗口長(zhǎng)度k，并以當(dāng)前處理點(diǎn)為參考點(diǎn)，選取合適的數(shù)據(jù)序列填充濾波窗口；b)如果當(dāng)前點(diǎn)是開始點(diǎn)，則對(duì)濾波窗口中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排尋，并輸出中位數(shù)作為當(dāng)前處理點(diǎn)的信號(hào)基線；c)如果當(dāng)前點(diǎn)不是開始點(diǎn)，則用快速中位數(shù)計(jì)算方法計(jì)算濾波窗口中的中位數(shù)，并作為當(dāng)前處理點(diǎn)的信號(hào)基線輸出；d)用采集到的當(dāng)前處理點(diǎn)值減去當(dāng)前處理點(diǎn)的信號(hào)基線輸出值，作為去信號(hào)基線的數(shù)據(jù)輸出。
文檔編號(hào)H04L25/02GK102164104SQ20111000557
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者劉胡平, 易晗平, 王斌 申請(qǐng)人:深圳市藍(lán)韻實(shí)業(yè)有限公司