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基于平移不变离散小波的多普勒血流信号杂波抑制李 鹏 冀晓燕 喻 罡 卞正中


  摘要:针对由血管壁和慢速运动组织产生的杂波会严重影响超声多普勒低速血流成分频谱估计的准确性问题,根据超声多普勒血流信号及杂波的特征,提出基于平移不变离散小波变换的抑制杂波方法,分别对仿真和实际超声颈动脉血流信号进行实验,并与高通滤波和离散小波变换方法进行比较,结果表明:经过平移不变离散小波变换方法抑制杂波后,信号的声谱图质量及性能指标均有明显改善,其中低速血流相对误差仅为4.86%,与高通滤波方法的相对误差10.28%和离散小波方法的相对误差7.26%相比,相对误差分别减小了5.42%和2.4% ,低速血流成分频谱估计的准确性得到了提高。

  关键词:平移不变离散小波变换;超声多普勒;血流信号;杂波抑制;频谱估计

  中图分类号:tp274.53 文献标识码:a 文章编号:0253-987x(2007)04-0402-05

  血管壁和慢速运动组织产生的低频高幅值杂波是影响超声多普勒血流信号特别是低速血流频谱估计的重要因素,传统去杂波方法是有限和无限冲击响应高通滤波器(hpf)[1],然而超声多普勒信号是血流信号和杂波的叠加,并且血流信号的低频部分在杂波频率范围部分重叠,所以hpf在去除杂波的同时也去除了低速血流成分,增加了低速血流成分估计的误差,为了提高估计的准确性,研究人员提出许多去杂波新方法,基于主元分析(pca)的非线性滤波方法[2]使低速血流估计准确性得到提高,但是这种方法要求合理选择短时窗,并且保证所划分的各段信号相互独立,匹配跟踪(mp)方法[3]的局限性使算法的实现非常复杂,高幅值杂波成分也可以在时频域去除[4],由于血流的脉动变化导致杂波频移范围变化,使时频域的血流成分和杂波成分分离困难,此外,短时傅里叶变换(stft)的窗展宽效应使这种方法的应用受到限制,基于多尺度的小波方法[4]在血管壁有较大位移时,低速血流估计的准确性会有提高,而在血管壁位移较小时,低速血流估计的准确性难以提高。

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