心電信號預(yù)處理算法研究.pdf

1、心電信號是人體重要的生物電信號之一，從不同層面上反映了心臟的工作狀態(tài)和可靠的內(nèi)部特征信息，對于心臟疾病的診斷和治療均具有相當(dāng)重要的臨床參考意義。心電信號比較微弱，在采集過程中經(jīng)常受到各種噪聲的影響，如工頻干擾、基線漂移、肌電干擾和隨機(jī)噪聲等，這些噪聲給臨床心血管疾病的準(zhǔn)確診斷和分析帶來了障礙。心電信號的消噪預(yù)處理是心電檢測、分析和診斷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定著臨床心血管疾病的診斷與治療效果。
　　 本文主要研究了基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ降男碾娦?/p>

2、號預(yù)處理算法。在分析了心電信號噪聲特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?Empirical Mode Decomposition，簡稱EMD)，針對心電信號中的工頻干擾、基線漂移和肌電干擾等幾種主要噪聲分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的濾波算法。利用臨床心電信號進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證，結(jié)果表明本文所提算法可以有效去除心電信號中三種常見的噪聲信號。
　　 本文所做的主要工作有：
　　 提出了基于EMD和自適應(yīng)濾波的工頻干擾抑制算法。利用EMD分解心電信

3、號，產(chǎn)生IMF，將含有工頻干擾的IMF送入50Hz陷波器，將估計(jì)的工頻干擾作為自適應(yīng)濾波器的參考信號，通過自適應(yīng)算法抑制工頻。首先闡述了EMD的基本原理，其次構(gòu)建了EMD-自適應(yīng)工頻抑制算法，設(shè)計(jì)了50Hz陷波器，引入了可變步長LMS算法。最后，用臨床實(shí)際心電信號驗(yàn)證了算法性能。結(jié)果顯示，50Hz工頻干擾得到了有效的抑制。
　　 提出了基于EMD和自適應(yīng)濾波的基線漂移抑制算法。利用EMD分解心電信號，得到IMF，將高階低頻的IM

4、F分量滑動平均濾波，將估計(jì)的基線干擾作為自適應(yīng)濾波器的參考信號，通過自適應(yīng)算法抑制基線。用臨床實(shí)際心電信號，系統(tǒng)比較了此算法與傳統(tǒng)的滑動平均濾波法、卡爾曼濾波法和帶通濾波法的消噪性能，結(jié)果顯示，心電信號的基線漂移得到了有效濾除。
　　 提出了基于EMD和閾值收縮的綜合噪聲抑制算法。利用EMD分解心電信號，把分解得到的IMF利用閾值函數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)閾值收縮，重構(gòu)出原始信號。提出了廣義閾值函數(shù)，推導(dǎo)了基于分解尺度的自適應(yīng)閾值選??；通過