基于广义极大极小凹惩罚的心电信号降噪方法(MATLAB R2021B)

凸优化是数学最优化的一个子领域,研究定义于凸集中的凸函数最小化问题。由于心电信号降噪的过程可以理解为求信号的稀疏近似解,因此基于凸优化和稀疏性表达的去噪方法可用于心电信号处理。在凸优化的数学模型中,惩罚项的选取对最终结果会产生较大影响。1范数作为惩罚项是产生稀疏近似解的一个较为广泛的选择。在1范数的基础上,广义极大极小凹罚函数能够进一步提高解的稀疏性,大大提高降噪效果,而且还能够避免产生局部最小值,更容易使所得到的解达到全局最优。因此,采用基于GMC的凸优化方法对心电信号进行降噪处理,创新运行环境为MATLAB R2021B。

复制代码
function 

% [x, v] = srls_GMC(y, A, AH, rho, lam, gamma)

% Saddle point problem:
%
% argmin_x  argmax_v { F(x,v) =
%  1/2 ||y - A x||^2 + lam ||x||_1 - gamma/2 ||A(x-v)||_2^2 - lam ||v||_1 }
%
% INPUT
%   y       data
%   A, AH   operators for A and A^H
%   rho     rho >= maximum eigenvalue of A^H A
%   lam     regularization parameter, lam > 0
%   gamma   0 <= gamma < 1
%
% OUTPUT
%   x, v

MAX_ITER = 10000;
TOL_STOP = 1e-4;

% soft thresholding for complex data
soft = @(x, T) max(1 - T./abs(x), 0) .* x;

% soft thresholding for real data
% soft = @(t, T) max(t - T, 0) + min(t + T, 0);

% rho = max(eig(A'*A));
mu = 1.9 / ( rho * max( 1,  gamma / (1-gamma) ) );

AHy = AH(y);

% initialization
x = zeros(size(AHy));
v = zeros(size(AHy));

iter = 0;
old_x = x;
delta_x = [inf];

while (delta_x(end) > TOL_STOP) && (iter < MAX_ITER)    
    iter = iter + 1;
    
    % update x
    zx = x - mu * ( AH(A(x + gamma*(v-x))) - AHy );
    zv = v - mu * ( gamma * AH(A(v-x)) );
    
    % update v
    x = soft(zx, mu * lam);
    v = soft(zv, mu * lam);
    
    delta_x(iter) = max(abs( x(:) - old_x(:) )) / max(abs(old_x(:)));
    old_x = x;    
    %完整代码:https://mbd.pub/o/bread/mbd-ZZaZmZZs

end

工学博士,担任《Mechanical System and Signal Processing》《中国电机工程学报》《控制与决策》等期刊审稿专家,擅长领域:现代信号处理,机器学习,深度学习,数字孪生,时间序列分析,设备缺陷检测、设备异常检测、设备智能故障诊断与健康管理PHM等。

相关推荐
weixin_440784115 小时前
【HandlerThread实现原理】
android·java·开发语言
天空'之城5 小时前
C 语言工业级通用组件手写 24:互补滤波
c语言·开发语言·互补滤波·嵌入式算法·工业级组件
leoZ2315 小时前
本地跑大模型实战(七):llama.cpp 性能调优,让推理更快更省
java·人工智能·spring·生成对抗网络·语言模型·自然语言处理·llama
XR1234567886 小时前
工厂车间无线网络方案对比:AGV漫游哪家强?
开发语言·php
To_OC6 小时前
我把《天龙八部》塞进向量数据库后,终于搞懂了 RAG 到底是个啥
人工智能·llm·agent
蜡台6 小时前
AI Agent(智能体)入门基础教程
人工智能
傻啦嘿哟6 小时前
某短视频平台视频爬虫实战:抓取推荐流视频信息,绕过反爬的3种技巧
开发语言·爬虫·python
Akir.weiwen6 小时前
Token 层差异:从颜色值到语义状态的三层跃迁
人工智能·设计规范
迷迭香yy7 小时前
集合竞价数据挖掘实战:用Python构建开盘信号识别系统
人工智能·python·数据挖掘
現実君7 小时前
【硬件进阶】AD22上位替换JLEDA教程
开发语言·php