Investigación sobre el método de reducción de ruido de la señal del comportamiento electrofisiológico de los peces basado en CEEMDAN con umbralización de wavelet mejorada
Autores: Meng, Jingfei; Cai, Weiming; Ou, Siyi; Zhao, Jian; Fan, Shengli; Zheng, Bicong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación sobre el método de reducción de ruido de la señal del comportamiento electrofisiológico de los peces basado en CEEMDAN con umbralización de wavelet mejorada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Señales electrofisiológicas
Peces
Movimiento
Método de reducción de ruido
Señal de EMG
Enfoque de umbral de wavelet
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Las señales electrofisiológicas son una de las formas clave en que los peces transmiten información y controlan el movimiento. Los cambios en las señales eléctricas fisiológicas pueden reflejar indirectamente cambios en los umbrales sensoriales de los peces y en su comportamiento locomotor. La adquisición de señales eléctricas fisiológicas en peces es más susceptible que en mamíferos a los efectos del moco superficial y el ruido del agua, lo que reduce la calidad de la señal. En este estudio, se propuso un método de reducción de ruido para las señales de comportamiento electrofisiológico en peces, a saber, la descomposición de la señal EMG original en múltiples componentes de modo intrínseco utilizando CEEMDAN. Para elegir el IMF dominado por la señal, el IMF dominado por el ruido y el IMF puro, se realiza un análisis característico de la función de correlación mutua en cada IMF y en la señal original. Luego, el IMF dominado por la señal se filtra utilizando un enfoque mejorado de umbralización wavelet. Finalmente, el IMF dominado por la señal filtrado con umbral wavelet y el IMF puro se reconstruyen en la señal EMG del pez procesada. Se demuestra que el algoritmo propuesto en este documento mejora la relación señal-ruido en 3.1977 dB y reduce el RMSE en 0.0235 en comparación con la denoising tradicional de umbral wavelet. El método de denoising propuesto en este documento puede mejorar efectivamente la calidad de la señal y proporciona una herramienta efectiva para el análisis en profundidad del comportamiento de los peces desde la perspectiva de las señales eléctricas fisiológicas.
Descripción
Las señales electrofisiológicas son una de las formas clave en que los peces transmiten información y controlan el movimiento. Los cambios en las señales eléctricas fisiológicas pueden reflejar indirectamente cambios en los umbrales sensoriales de los peces y en su comportamiento locomotor. La adquisición de señales eléctricas fisiológicas en peces es más susceptible que en mamíferos a los efectos del moco superficial y el ruido del agua, lo que reduce la calidad de la señal. En este estudio, se propuso un método de reducción de ruido para las señales de comportamiento electrofisiológico en peces, a saber, la descomposición de la señal EMG original en múltiples componentes de modo intrínseco utilizando CEEMDAN. Para elegir el IMF dominado por la señal, el IMF dominado por el ruido y el IMF puro, se realiza un análisis característico de la función de correlación mutua en cada IMF y en la señal original. Luego, el IMF dominado por la señal se filtra utilizando un enfoque mejorado de umbralización wavelet. Finalmente, el IMF dominado por la señal filtrado con umbral wavelet y el IMF puro se reconstruyen en la señal EMG del pez procesada. Se demuestra que el algoritmo propuesto en este documento mejora la relación señal-ruido en 3.1977 dB y reduce el RMSE en 0.0235 en comparación con la denoising tradicional de umbral wavelet. El método de denoising propuesto en este documento puede mejorar efectivamente la calidad de la señal y proporciona una herramienta efectiva para el análisis en profundidad del comportamiento de los peces desde la perspectiva de las señales eléctricas fisiológicas.