介绍

在自适应噪声抵消中，测量信号d（n）包含两个信号：-感兴趣的未知信号v（n）-干扰信号u（n）。目标是通过使用参考信号x（n）从测量信号中去除干扰信号这与干扰信号高度相关。这里考虑的示例是自适应滤波器在胎儿心电图中的应用，其中母亲心跳信号从胎儿心跳传感器信号中自适应移除。该示例改编自Widrow等人的《自适应噪声抵消：原理和应用》《IEEE®规程》，第63卷，第12期，第1692-1716页，1975年12月。

创建母亲的心跳信号

在这个例子中，我们将模拟母和胎儿的心电图的形状。我们使用4000 Hz采样率。该信号的心率约为每分钟89次，信号的峰值电压为3.5毫伏。

创建胎儿心跳信号

胎儿心脏的跳动速度明显快于母亲，频率在120到160次/分钟之间。胎儿心电图的振幅也远弱于母亲心电图的振幅。该示例创建了对应于139次/分钟心率和峰值容积的心电图信号0.25毫伏，用于模拟胎儿心跳。

测得的母亲心电图

母体心电图信号是从母亲的胸部获得的。在此任务中的自适应噪声消除器的目标是自适应地从胎儿心电图信号中移除母体心跳信号。消除器需要从母体心电图进行的参考信号来执行此任务。就像胎儿心电图信号一样，母体心电图信号将包含一些添加剂宽带噪声。

测得的胎儿心电图

从母亲腹部测得的胎儿心电图信号通常由从胸腔传播到腹部的母亲心跳信号控制。我们将此传播路径描述为具有10个随机系数的线性FIR滤波器。此外，我们将添加少量不相关的高斯噪声e模拟测量范围内的任何宽带噪声源。

应用自适应噪声消除器

自适应噪声消除器可以使用大多数自适应过程来执行其任务。为简单起见，我们将使用具有15个系数且步长为0.00007的最小均方（LMS）自适应滤波器。有了这些设置，自适应噪声消除器在几秒钟的自适应后收敛得相当好——考虑到这个特定的诊断应用，这当然是一段合理的等待时间。

恢复胎儿心跳信号

自适应滤波器的输出信号y（n）包含估计的母体心跳信号，该信号不是所关注的最终信号。系统收敛后，误差信号e（n）中剩余的是胎儿心跳信号的估计值以及剩余测量噪声。使用误差信号，您可以估计胎儿的心率。

示例架构

命令adaptiveNoiseCancellationExampleApp启动设计用于与仿真交互的用户界面。它还启动一个时间范围来查看测量的胎儿心跳、测量的母亲心跳和提取的胎儿心跳。

使用生成的MEX文件

使用MATLAB编码器，您可以通过执行命令为主处理算法生成MEX文件助细胞变性.您可以通过执行命令AdaptivenoIsecancellationExampleApp（true）来使用生成的mex文件。