从信号中提取变化的 DC

信息处理 信号分析 信号合成
2022-02-07 20:28:55

我有一个信号,它同时具有交流和直流分量,并且都随时间变化。如何从信号中提取变化的直流波?

例如:从健康患者身上提取的 PPG(光电容积描记术)信号。

3个回答

根据定义,直流是信号的不变部分。要找到直流分量,您只需对整个信号进行平均即可。

如何从信号中提取变化的直流波?

这听起来更像是您想要提取信号的低频部分。最基本的过滤器是移动平均过滤器。但是,我建议使用更平滑的滤波器,例如高斯滤波器。从...开始σ大约是您感兴趣的低频振荡周期的 1/6,并进行修改以适应。

您还可以解决优化问题。
如果数据由向量给出y以下优化问题将起作用:

x^=argminx{xy22+λLx1}

矩阵强制平滑的地方。 例如可能是:L

x^=argminx{xy22+λi=1N1xixi11}

现在,通过选择足够大,解决方案强制导数为零 -> DC。λ

它甚至可以与正则化一起使用。 虽然如果模型是 DC 跳跃,将是一个更好的选择。2
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您可以尝试对信号执行 FFT 并提取第一个样本,或FFT 数组的零索引(假设它是从零开始的索引数组)。与其他使用平滑算法的曲线拟合方法相比,这是一种观察直流信号的直接方法。例如,Savitzky-Golay 可以平滑高频并获得信号的基座形状。