一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法技术

本发明专利技术提供一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法，属于耳声发射检测技术领域。该使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法包括如下步骤：S1：将采集的原始信号进行EMD分解为不同的IMF信号；S2：对不同的IMF信号分别进行时频分析获取含有瞬态噪声信号的第一类IMF信号和不含有瞬态噪声信号的第二类IMF信号；S3：分别对第一类IMF信号和第二类IMF信号进行加权重构，形成处理信号；S4：通过相干平均算法对处理信号进行计算以提高处理信号的信噪比。本发明专利技术分别对第一类IMF信号和第二类IMF信号进行加权重构，形成处理信号，通过相干平均算法对处理信号进行计算以提高处理信号的信噪比，削弱瞬态的其他噪声信号对相干平均算法的影响。干平均算法的影响。干平均算法的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法


[0001]本专利技术涉及耳声发射检测
，具体涉及一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法。

技术介绍

[0002]DPOAE全称畸变产物耳声发射，DPOAEs包含多个发射频率，比如2f1
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f2、f2
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f1等，其中以2f1
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f2出现率最稳定，强度最高，目前在临床应用中一般也是使用这个频率。DPOAEs幅值一般比刺激强度低60dBSPL，并且DPOAEs幅值受很多因素影响，如两个刺激声信号的强度差值、频率比等。研究表明，f2/f1的值在1.22到1.25之间可得到DPOAEs在中频1~4kHz的最大幅值，f1的刺激强度比f2的刺激强度高10dB或更多时，DPOAEs的幅值最大。
[0003]由于DPOAEs信号十分微弱，基本淹没在噪声中，为提取出有效的DPOAEs信号，目前常见的方法是相干平均法，在噪声为随机发生时相干平均法可以有效地提高信号的信噪比，但是在测量过程中，会发生瞬态的其他噪声信号，这种信只是在偶然的一两次测试中发生，如果把这种数据也加入到相干平均算法中，会大大降低DPOAEs信号的信噪比。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提出一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法。
[0005]本专利技术提出一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法，包括如下步骤：S1：将DPOAE测试过程中采集的原始信号进行EMD分解为不同的IMF信号；S2：对不同的IMF信号分别进行时频分析获取含有瞬态噪声信号的第一类IMF信号和不含有瞬态噪声信号的第二类IMF信号；S3：分别对第一类IMF信号和第二类IMF信号进行加权重构以去除瞬态噪声，形成处理信号；S4：通过相干平均算法对处理信号进行计算以提高处理信号的信噪比。
[0006]进一步地，步骤S1中具体包括：S11：采集预设长度的原始信号；S12：将原始信号基于终止准则进行EMD分解形成以获取不同的IMF信号，其中和是筛选IMF分量过程中的两个时间序列，T表示信号的时间长度，Sd表示标准偏差，表示的本征模函数，表示残差。
[0007]进一步地，步骤S12中EMD分解具体包括：S121：根据原始信号的上下极值点分别画出上、下包络线；S122：获取上、下包络线的均值，根据均值画出均值包络线；S123：将原始信号减去均值包络线得到中间信号；S124：判断中间信号是否满足本征模函数判定原则，如果满足则将该中间信号作为一个IMF分量，同时在将原始信号减去该IMF分量作为新的原始信号的基础下返回步骤S121，如果不满足则在将该中间信号作为新的原始信号的基础下返回步骤S121。
[0008]进一步地，所述本征模函数判定原则为：函数在整个时间范围内，局部极值点和过零点的数目相等或者最多相差一个；在任意时刻点，局部最大值的包络和局部最小值的包络的平均为零。
[0009]进一步地，步骤S2中包括：对不同的IMF信号分别进行变换得到相应的Hilberc谱，基于Hilberc谱对IMF信号进行时频分析，如果该IMF信号含有瞬态噪声信号，则将该IMF信号标记为第一类IMF信号，如果该IMF信号不含有瞬态噪声信号，则将该IMF信号标记为第二类IMF信号。
[0010]进一步地，步骤S2中具体包括：S21：获取幅度谱，；S22：基于幅度谱分别对各个信号进行HHT变换得到变换信号；S23：分别对各个变换信号进行时域图分析得到瞬态噪声信号，将含有瞬态噪声信号的变换信号标记为第一类IMF信号、不含有瞬态噪声的变换信号标记为第二类IMF信号。
[0011]进一步地，步骤S21中具体包括：S211：对每个IMF信号进行Hilbert变换得到，，其中s（n）表示每一次刺激后产生的响应x（n）中包括的实际信号，u（n）表示每一次刺激后产生的响应x（n）中包括的常规噪声信号t表示时间、表示频率；S212：通过式子x(n) = s(n) + u(n)获取诱发响应信号x（n），其中s（n）表示实际信号，u（n）表示常规噪声信号；S213：基于和x（n）分别获取相位函数和瞬时幅值，，，基于获取瞬时频率，；S214：基于瞬时幅值和瞬时频率将原始信号进行HHT变换得到；
S215：基于获取幅度谱，。
[0012]进一步地，步骤S3中具体包括：对第一类IMF信号进行加权衰减，对第二类IMF信号进行普通加权，对所有的IMF信号进行重构形成处理信号。
[0013]进一步地，基于式子获取处理信号，其中为衰减系数，，表示处理信号， 表示的本征模函数，表示残差。
[0014]进一步地，Sd的取值范围为0.2～0.3。
[0015]本专利技术的一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法有以下有益效果：将采集的原始信号进行EMD分解为不同的IMF信号，对不同的IMF信号进行时频分析，获取含有瞬态噪声信号的第一类IMF信号和不含有瞬态噪声信号的第二类IMF信号，从而识别不同的IMF信号中是否存在瞬态噪声，如果存在瞬态噪声，通过加权重构方式去除瞬态噪声信号，从而清除原始信号中瞬态噪声的成分，减弱瞬态噪声对相干算法的影响，分别对第一类IMF信号和第二类IMF信号进行加权重构以去除瞬态噪声，形成处理信号，最后通过相干平均算法对处理信号进行计算以提高处理信号的信噪比，削弱瞬态的其他噪声信号对相干平均算法的影响，提高有瞬态噪声时信号的信噪比，从而提高了耳声发射的测试效率。
附图说明
[0016]并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例的一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例的一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法中的消除瞬态噪声的流程示意图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要
说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0019]请参阅图1
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2。本专利技术实施例的一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法，包括如下步骤：S1：将DPOAE测试过程中采集的原始信号进行EMD分解为不同的IMF信号；S2：对不同的IMF信号分别进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将DPOAE测试过程中采集的原始信号进行EMD分解为不同的IMF信号；S2：对不同的IMF信号分别进行时频分析获取含有瞬态噪声信号的第一类IMF信号和不含有瞬态噪声信号的第二类IMF信号；S3：分别对第一类IMF信号和第二类IMF信号进行加权重构以去除瞬态噪声，形成处理信号；S4：通过相干平均算法对处理信号进行计算以提高处理信号的信噪比。2.如权利要求1所述的一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法，其特征在于，步骤S1中具体包括：S11：采集预设长度的原始信号；S12：将原始信号基于终止准则进行EMD分解形成以获取不同的IMF信号，其中和是筛选IMF分量过程中的两个时间序列，T表示信号的时间长度，Sd表示标准偏差，表示的本征模函数，表示残差。3.如权利要求2所述的一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法，其特征在于，步骤S12中EMD分解具体包括：S121：根据原始信号的上下极值点分别画出上、下包络线；S122：获取上、下包络线的均值，根据均值画出均值包络线；S123：将原始信号减去均值包络线得到中间信号；S124：判断中间信号是否满足本征模函数判定原则，如果满足则将该中间信号作为一个IMF分量，同时在将原始信号减去该IMF分量作为新的原始信号的基础下返回步骤S121，如果不满足则在将该中间信号作为新的原始信号的基础下返回步骤S121。4.如权利要求3所述的一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法，其特征在于，所述本征模函数判定原则为：函数在整个时间范围内，局部极值点和过零点的数目相等或者最多相差一个；在任意时刻点，局部最大值的包络和局部最小值的包络的平均为零。5.如权利要求2所述的一种使用EMD分解提高DPOAE测试过程中信噪比的方法，其特征在于，步骤S2中包括：对不同的IMF信号分别进行变换得到相应的H...

【专利技术属性】
技术研发人员：王双杰，张凯帆，毛志德，张静，张欢欢，
申请(专利权)人：杭州爱思维仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：