基于小波分析和Kalman滤波的心电QRS波检测

本文首先采用RLS自适应算法对心电信号进行实时建模。经过约20个心电周期，本算法使可以基本完成自身的调整。利用多尺度理论，将小波分析和Kalman滤波结合起来，在对信号预测的同时定位心电信号的R峰。对于心电信号中因伪迹造成的误判，可通过在小波检测方法中设置相应的检测策略克服。实验表明，该算法提高了抗噪声性能。     

带反馈修正的多结构元形态学心电信号QRS波检测算法

本文提出了一种带反馈修正的多结构元形态学心电信号QRS波检测算法。首先,采用形态学滤波消除心电信号中的脉冲噪声;接着,基于两种不同宽度的结构元,对滤波后信号进行形态学峰谷提取,获取QRS波波形陡峭信息和幅度信息;然后,根据形态学峰谷提取结果,采用自适应阈值检测法初步定位QRS波;最后,利用估算出的R-R间期对QRS波检测结果进行评估和修正,并反复此评估修正过程直至获得满意结果。经MIT-BIH心律失常数据库验证,本算法具有很好的QRS波检测效果。     

基于DSP的心电信号R波检测新算法

根据多导联间心电信号相位的关系,算法选择其中的两个导联信号同时进行小波变换R波检测,最后比较这两个通道的输出得出R波检测结果.算法使用LMS自适应滤波进行消噪预处理,使得检测结果更精确.使用MIT-BIH心电数据库病变信号在DSP上进行测试,平均正确检测率达到了99.7%.     

基于数学形态滤波和提升小波变换的R波检测

利用数学形态学与提升小波变换相结合的方法对心电信号进行分析处理。先用数学形态方法对心电信号进行滤波预处理,可以有效地去除高频白噪声与低频的基线飘移,再利用提升小波变换对处理后的心电信号进行多分辨分析,得出各层逼近信号与细节信号,并在此基础上结合不应期、自适应阈值和回溯检漏等方法,提出了一种动态的R波检测算法,使得QRS波群的检出率达到99.89%。     

基于香农能量与自适应阈值的心电QRS复合波检测算法

针对现有心电QRS复合波检测算法对于一些信号异常的情况检测效果仍然不理想的问题,提出了一种基于香农能量与自适应阈值相结合的心电QRS复合波检测算法,以解决QRS复合波检测的低准确率问题。首先,从预处理后的信号提取香农能量包络;然后,结合改进的自适应阈值方法对QRS复合波进行检测;最后,根据QRS复合波增强后的信号定位所检测的QRS复合波的位置。使用MIT-BIH心律失常数据库的数据对所提算法进行性能评估,结果表明,所提算法即使在信号中存在高大的P波、T波、不规则心律以及严重的噪声干扰时依然能准确检测QRS复合波的位置,总体数据检测的敏感性、阳性检测度和准确率分别达到了99.88%、99.85%和99.73%,且该算法能够在保证准确率的情况下快速地完成QRS复合波的检测任务。     

基于改进遗传模拟退火 K-means的心电波形的分类研究

针对心电图自动诊断困难这一问题,提出了一种新的聚类算法：基于均方差属性加权的遗传模拟退火K-means改进聚类算法,用于改进心电图（ECG）信号的自动识别技术。利用小波变换的多分辨率和抗干扰能力好的特点,检测QRS波、P波、T波,提高了特征检测的准确性;利用聚类分析具有较好的鲁棒性和适合于大数据量分析的特点,对心电信号进行波形分类。采用MIT-BIH标准心电数据库中的部分数据对识别结果进行判断,改进后的K-means聚类算法的准确率高于传统的K-means聚类算法,实验表明该算法对心电信号可以进行有效分类。     

心电信号中R波的小波包检测算法研究

心电信号(ECG)特征参数的提取和检测是心电图分析和诊断的基础,而在ECG分析中,快速准确地检测出QRS波群非常重要,它是计算相关参数和诊断的前提。本文针对心电信号QRS波群中R波的检测算法进行了研究与分析,对传统的小波R波检测算法中存在的检测准确率较低和实时性较差的问题加以改进,并提出了具有更加优良分析效果的小波包R波检测方法。并利用美国麻省理工学院的MIT/BIH心电数据库对上述方法进行仿真验证,同时与传统的小波R波检测算法进行实验对比,结果表明,该方法简单有效、准确率高,适于实际应用。     

小波滤波与QRS波检测

利用双正交样条小波等效滤波器,实现了ECG信号的小波分解和重建。分析心电信号奇异点与其小波变换模极大值对的零交叉点的关系,提出了心电信号QRS波检测的算法。在检测算法中还使用了一系列策略来提高算法的抗干扰能力和QRS检测的准确性。经MIT/BIH心律失常数据库验证,QRS波的正确检测率达99.506%。最后将该算法应用到Windows Mobile智能手机上的心电监护系统中,达到令人满意的效果。     

一种改进的心电信号基线漂移矫正方法

传统滑动平均滤波法有实现容易、计算简单的优点,但在矫正心电信号的基线漂移时容易造成有用心电信号的丢失,从而使滤波后的心电信号产生失真.文中在传统滑动滤波器的基础上,考虑心电数据的采样率并进行跳跃采样对算法进行改进,给出了改进算法的数学模型,并利用MIT-BIH心电数据库中的实测数据对两种算法进行了比较验证.实验表明改进算法处理后得到的结果,在矫正心电信号的基线漂移时与原算法相比,减少了有用心电信号的损失,滤波后的心电信号失真更小,与原始数据的吻合度更高,效果更理想.     

基于可穿戴传感器的实时心电检测方法研究

为了实时监控人体的心电信号,以胸带作为穿戴载体,设计一个可穿戴心电检测系统.内嵌于胸带的心电传感器采集佩戴者心电信号,通过蓝牙传输至移动设备应用程序,实现心电信号及心率的实时显示.所实现的心电检测算法基于自适应阈值,检测心电信号的R波并计算实时心率.设计和实施了实地实验以检测系统和算法性能.结果表明,心率检测算法的R波...     

Motion artifact removal based on periodical property for ECG monitoring with wearable systems

Motion artifact removal (MR) is one of the essential issues in processing raw ECG signals since it could not be simply solved by using classic filtering. In this paper, a QRS detection based Motion Artifact Removal algorithm (QRSMR) is proposed. The proposed method detects the entire QRS complex and removes the noise between two QRS complexes, while recovering P and T-waves. As verified in the tests on simulated noisy ECG signals, QRSMR outputs with seriously contaminated ECG signals have an increase of the correlation with their original clean signals from 40% to nearly 80%, demonstrating the improved noise removal ability of QRSMR. Moreover, in the tests on real ECG signals measured on volunteers with a flexible wearable ECG monitoring device developed at Fudan University, QRSMR is able to recover P-wave and T-wave from the contaminated signal, which shows its enhanced performance on motion artifact reduction comparing with adaptive filtering method and other methods based only on empirical mode decomposition.     

时变迭合AR模型的参数估计*

首次提出了时变迭合ＡＲ模型,该模型在实际应用中具有广泛的应用价值．应用两步最小二乘法和限定记忆递推最小二乘法,给出了模型中时变参数的递推估计算法,该算法仅依靠量测数据即能自适应进行．仿真计算及应用结果表明：算法能够自适应地跟踪量测数据模型参数的变化,效果是令人满意的．     

基于卡尔曼滤波的路径行程时间预测方法

为提高常规卡尔曼滤波预测模型的自适应性，本文研究一种基于卡尔曼滤波的实时路径行程时间预测方法。首先通过主成分分析法考察行程时间与其影响因素时间序列之间的相关性，从而选择影响路径行程时间的主要因素，并建立相应的多元回归方程;其次，构造行程时间的卡尔曼滤波状态方程;最后，由一组卡尔曼滤波递推式计算得到行程时间的预测值。将本文算法应用于广州市某交通干道上的行程时间预测，并将本文算法和常规卡尔曼滤波方法进行比较。结论表明本文算法有效，用于路径行程时间预测具有较好的综合性能。     

角闪烁噪声测量条件下的剩余飞行时间估计

针对雷达导引头角闪烁噪声测量条件下的机动目标,研究剩余飞行时间计算方法;建立了闪烁噪声计算模型;在粒子滤波算法和扩展卡尔曼滤波算法的基础上,推导了扩展卡尔曼粒子滤波算法的实现过程;根据估计结果建立了剩余飞行时间计算模型,在剩余飞行时间表达式中考虑了目标机动加速度的影响;仿真结果表明,基于机动目标当前统计模型的扩展卡尔曼粒子滤波算法对闪烁噪声测量条件下的机动目标具有良好的跟踪性能,对剩余飞行时间具有较高的估计精度。     

Identification of QRS complexes in 12-lead electrocardiogram

A method for the detection of QRS complexes in 12-lead electrocardiogram (ECG) using support vector machine (SVM) is presented in this paper. Digital filtering techniques are used to remove base line wander and power line interference. SVM is used for the identification of QRS complexes in the processed signal. The performance of the algorithm is evaluated against the standard CSE ECG database. The results indicated that the algorithm achieved 99.75% of the identification rate. The percentage of false positive and false negative is 1.61% and 0.26%, respectively. The performance of the proposed algorithm is found to be better than published results of the other QRS detectors tested on the same database. The proposed method functions reliably even under the conditions of poor signal quality in the ECG data.     

自回归信道模型研究

高效、可靠地检测频谱空洞是认知无线电研究的重要技术。采用基于卡尔曼滤波的自回归信道预测模型可较好地估计频谱空洞,自回归模型常用于近似离散时间随机过程。首先讨论了ALOHA系统中认知用户和授权用户共存的系统模型;其次采用p阶模型近似平坦瑞利衰落信道,对瑞利衰落信道进行了仿真,给出了求解模型参数的算法,并讨论了p阶模型的平稳性。仿真实验表明,自回归信道模型的自相关函数能较好地和理论值匹配,而且易于实现。     

基于球面模型的GPS／DR组合导航系统研究

在GPS／DR组合导航中,一般是基于二维平面建立的航位推算模型,由此建立常系数矩阵的卡尔曼滤波方程,并在此基础上求解。但是,实际运动物体都是在地球球面上运动 。为了获得更精确的运动物体的数学模型,本文建立了GPS／DR组合导航系统的球面模型,得到了含不确定性参数系数矩阵的卡尔曼滤波模型,并利用改进的鲁棒卡尔曼滤波算法分别对运动体沿经度、纬度线和曲面圆周运动进行了仿真。仿真结果表明,基于本文建立的模型下的鲁棒卡尔曼滤波算法比常规卡尔曼滤波精度更高。     

鲁棒卡尔曼滤波下的图像雅可比矩阵带时延补偿的估计

传统的图像雅可比矩阵估计的方法没有考虑时延因素,因此具有较大的估计误差.为补偿时延带来的影响,提出一种鲁棒卡尔曼滤波的方法,实现时延情况下当前时刻特征点在图像空间中位置和速度的估计,进而得到时延情况下较为准确的图像雅可比矩阵的估值.具体说,特征点在图像空间中当前时刻位置和速度是首先用卡尔曼滤波的方法估计的,但观测噪声的描述却采用了马尔科夫链模型,由此产生了过程噪声和观测噪声的互相关,传统卡尔曼滤波受限.为此,我们引入滤波修正向量并重新定义过程方程及观测方程,结合卡尔曼滤波中噪声的数学特性,得到滤波修正向量消除互相关性,从而构建出鲁棒卡尔曼滤波模型;其次,针对鲁棒卡尔曼滤波模型中存在的无法获得时延期间的观测向量的问题,提出利用多项式拟合出这部分观测向量,该多项式的选取综合考虑了特征点的位置、速度、加速度、加速度的变化率对于特征点轨迹的影响,与实际情况相符;最后,由预测出的当前时刻特征点在图像空间中的位置和速度,实现时延情况下图像雅可比矩阵较为准确的估计.仿真和实验结果验证了本文方法的可行性和优越性.     

一种多导联QRS波实时检测算法

针对多导联心电监护仪对QRS波的分析需求,提出一种多导联QRS波实时检测算法。对原始心电图信号进行工频滤波和低通滤波处理,将各导联按照单导联预检波规则进行QRS波判别,通过决策融合多个导联的判别结果得到最终判别结果。在圣彼得堡INCART 12导联心率失常数据库上的验证结果表明,该算法的平均识别率和准确率分别为99.88%和99.73%。