噪声和滤波
“噪声与滤波”（Noise and Filtering）是 Nanopore Wiki 学习路径中的一个主题。噪声与滤波的作用在于判断纳米孔实验中产生的信号事件是否能够被准确解析，以及提取出的特征是否能够忠实反映原始信号的内容。
核心概念
- 热噪声、射击噪声、电容噪声、表面噪声以及低频噪声都可能影响纳米孔记录的结果（即影响通过纳米孔传输的信号的质量）。
- 低通滤波可以减少高频噪声，但会放大快速变化的信号（即快速发生的事件）。
- 采样率应根据带宽和预期事件持续时间来选择。
- 噪声数据应使用与分析时相同的采集设置进行报告。
科学依据
- 热噪声、射击噪声、电容噪声、表面噪声以及低频噪声都可能影响纳米孔记录的结果（即影响通过纳米孔传输的信号的质量）。
- 低通滤波可以减少高频噪声，但会放大快速变化的信号（即快速发生的事件）。
- 解释结果应当与可测量的数据、实验控制条件以及详细的分析设置相联系。
- 声明应当明确区分直接观察结果与后续推理得出的结论。
质量工作流程
| 步骤 | 描述： |
|---|---|
| 1 | 在添加样本之前，先记录一个空的基线数据。 |
| 2 | 估计基线均值、漂移量、均方根噪声以及明显的干扰信号。 |
| 3 | 根据科学问题的需要来选择带宽和事件阈值。 |
| 4 | 验证结论是否对合理的过滤选择具有鲁棒性（即：即使采用不同的过滤方法，结论仍然保持稳定）。 |
典型应用
- 事件检测阈值。
- 不同孔隙系统及测量仪器之间的比较。
- 故障排除：不稳定的录制问题
质量检查
- 记录平台类型、孔径或流式细胞仪的型号、实验所使用的化学试剂、电压设置或数据采集参数，以及所使用的软件版本。
- 在使用负对照（negative controls）、正对照（positive controls）以及重复测量（replicate measurements）时，需要特别注意那些其结论依赖于测量结果的具体性的研究或论断。
- 请报告以下问题或限制：噪声、偏差、样本质量下降、孔隙结构不稳定，或分析结果依赖于特定模型（即模型依赖性）等问题。
- 将物理机制、信号处理方式以及生物学解释这三个方面区分开来。
解释限制（Interpretation Limits）
- 使用过于严格的过滤规则来掩盖实验性功能的稳定性问题（即这些功能在实际使用中存在较大的不稳定风险）。
- 在样本之间更改过滤参数时，未进行相应的报告。
- 任何单一的结果都不应被推广到超出所使用的样本、协议、仪器状态以及分析流程的范围之外。
- 医疗、法律、监管或商业方面的决策需要超出本教育性概述范围的、特定领域的验证。