心電信號消噪算法及R峰定位的研究.pdf

1、心電信號(Electrocardiogram,ECG)是心臟電活動在體表的綜合反映,含有臨床診斷心血管疾病的大量信息,心電信號的分析對診斷心臟疾病具有重要意義。ECG本身是微弱的低頻、低幅的人體生理電信號,通常頻率在0.05～100Hz,幅值不超過4mv,容易受到工頻干擾、基線漂移、肌電等干擾。噪聲的存在降低了診斷的準(zhǔn)確性,因此如何有效消除心電信號中的噪聲成為研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。R峰定位是心電自動分析系統(tǒng)的重要組成部分,準(zhǔn)確可靠的R波形識

2、別直接影響著心電分析的準(zhǔn)確性,對心率及心率變異性的獲取有重要意義。
　　 本文主要研究了心電信號消噪算法和R峰定位算法。在心電信號消噪算法方面,提出基于稀疏編碼閾值的平移不變心電信消噪算法和基于白噪聲總體平均經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸饨y(tǒng)計特性的消噪算法,有效提高了心電信號信噪比。在心電R峰檢測定位方面,提出一種基于帶通濾波器的R峰定位算法,采用àTrous算法進(jìn)行小波變換,保證了小波系數(shù)的時不變性。利用臨床心電信號進(jìn)行仿真和驗證,結(jié)果表明本文

3、所提的算法有效消除了心電信號的噪聲,實(shí)現(xiàn)了R峰的準(zhǔn)確定位。
　　 本文所做的主要工作有:
　　 1、提出了基于稀疏編碼閾值的平移不變心電信號消噪算法。首先闡述了傳統(tǒng)小波閾值消噪的基本原理,研究了平移不變,然后建立了一種改進(jìn)閾值函數(shù)即稀疏編碼閾值函數(shù)的消噪算法。最后通過模擬信號和MIT-BIH數(shù)據(jù)庫的心電信號對此算法進(jìn)行了驗證。
　　 2、提出了基于白噪聲EEMD統(tǒng)計特性的消噪算法。首先闡述了經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸夂涂傮w經(jīng)驗

4、模式分解的算法原理、實(shí)現(xiàn)步驟,然后研究了EEMD噪聲特性,利用噪聲分布的置信曲線將IMF各層的信號層和噪聲層分開,對噪聲層閾值處理并重構(gòu)恢復(fù)出信號。最后通過模擬信號和MIT-BIH數(shù)據(jù)庫的心電信號驗證了此算法的性能。
　　 3、提出了基于帶通濾波器與樣條小波變換的心電信號R峰檢測算法。首先設(shè)計了帶通濾波器濾除ECG中的基線漂移,然后對預(yù)處理后的ECG做àTrous小波變換,保證了小波系數(shù)的時不變性。最后利用MIT-BIH的四個心