心电信号去噪效果的评估与分析

心电信号是人体的主要生理信号之一,通过对心电信号的分析可了解心脏的健康状态,由于心电信号属于微弱低频信号,所以在采集过程中极易受到来自人体内部和外部的噪声干扰,影响心脏疾病诊断的效果。基线漂移、工频干扰和肌电干扰是心电信号采集过程中不能忽略的噪声干扰。对心电信号的相关去噪算法的效果进行对比分析。首先将模拟理想状态下的心电信号作为原始数据,同时模拟出心电信号中存在的基线漂移、工频干扰和肌电干扰。每种噪声干扰分别选择三种常用的去噪算法,采用信噪比、均方差和心电信号的频域特征的评估指标进行去噪效果的比较。在此基础上,提出了一种多噪声心电信号的去噪方法并给出去噪流程和效果。研究结果表明：（1）对于基线漂移、工频干扰和肌电干扰分别采用小波变换法、陷波滤波法和小波阈值法的去噪效果最好;（2）当心电信号含两种及两种以上噪声时,按照滤除基线漂移、工频干扰和肌电干扰的去噪顺序滤波效果最好。     

结合小波变换和中值滤波心电信号去噪算法研究

在采集心电信号数据的过程中,必然会涉及到肌电干扰、基线漂移和50Hz工频干扰,而使用常规系统辨识法则常常在一定程度上难以鉴定心电信号的特性.中值滤波器是一种操作简单的、高速的非线性信号滤波器,它常用于心电信号中低频去噪过程,如基线漂移.因为WTS的二进小波是一组带通滤波器,不同尺度有不同的频带,小波变换被选定用来分解原始信号,小波变系数的重建形成了消除干扰的心电信号.采用模拟实验是要确定如何进行自适应的阈值选取,适当的分解层数和小波函数.通过使用MIT/BIH数据库的心电信号,并结合计算机仿真形成的心电信号来对该方法进行检验.结论表明此算法可有效抑制心电信号中的主要噪声,满足心电波形临床分析和诊断的需求.     

基于形态学和小波变换的心电信号去噪算法

在处理心电信号采集过程中混入的基线漂移、工频干扰及肌电干扰等噪声的过程中,小波变换取得了广泛的应用。针对小波算法的缺陷及不足,提出了一种基于数学形态学和小波阈值的混合算法。该算法利用非线性形态学滤波器滤除基线漂移,将获得的含高频噪声心电信号通过小波阈值算法进行处理,最后获得无噪声的ECG（心电）信号。采用MIT/BIH Arrhythmia Database中的数据对算法进行了验证,实现了三种主要干扰的滤除,本算法效果良好,为后续特征点的识别奠定了基础。     

使用广义回归神经网络的胎儿心电提取

针对胎儿心电难以提取问题,提出一种从母体腹壁混合信号中提取胎儿心电的方法。利用广义回归神经网络（GRNN）估计母体心电信号传导至腹壁的非线性变换,将非线性变换后的母体心电信号从腹壁混合信号中减去,再通过小波包去噪技术抑制胎儿心电的基线漂移和噪声,得到清晰的胎儿心电。应用合成心电信号和临床心电信号完成实验,在胎儿心电和母体心电QRS波完全重叠情况下,提取出清晰的胎儿心电。实验结果验证了方法的有效性。     

基于小波变换的心电信号降噪处理

实测的心电信号不可避免地存在一些强干扰和噪声,为了实现准确地提取反映心电信号的特征信息,该文应用一维离散小波变换实现了对心电信号的降噪处理。实验研究结果表明,该方法能够有效地去除心电信号中的噪声,从而为心电信号特征信息的提取奠定了理论基础。     

基于有限长脉冲响应滤波器和aTrous算法的小波心电信号去噪

微弱低频的心电信号采集中容易受到外界环境的干扰,必须先对其进行预处理才能用于心脏疾病的诊断。Mallat算法的小波分解重构法不能有效滤除心电信号中的工频和肌电干扰;小波阈值法不能有效滤除心电信号中的工频和基线漂移,重构的心电信号会产生伪吉布斯现象。针对以上情况,提出了一种基于有限长脉冲响应滤波器(FIR)和aTrous算法的小波去噪方法。该方法综合运用了50Hz陷波器、aTrous算法小波分解重构法和小波阈值法。仿真郑州大学第二附属医院和MIT-BIH心率失常数据库的心电信号表明,该方法能够有效去除心电信号中的工频和基线漂移,大幅度衰减肌电干扰,同时有效消除伪吉布斯现象。     

基于小波阈值去噪的心电信号分析

研究心电信号优化问题,为去除心电信号采集过程中存在的噪声信号,抑制各种噪声干扰,提出了小波阈值去噪的心电信号去噪.以小波阈值降噪为基础,首先利用sym8小波对心电信号进行8尺度分解,再用软、硬阈值与小波重构的算法进行去噪.针对软阈值去噪法产生的伪吉布斯现象,采用一种新阈值函数对心电信号进行处理.通过对MIT心电数据库中...     

基于小波变换的心电图信号特征点检测

心电图信号特征点的检测是心电自动诊断技术的基础.利用小波变换多分辨分析对心电信号去噪,利用小波变换逼近信号滤除基线漂移,采用默认阈值处理滤除高频噪声,并且将心电信号的平均值置为0.在R峰检测中,针对单独考虑23细节信号会出现漏检的情况,综合考虑23和24两个尺度上的细节信息,能够有效地防止漏检.提出有效防止误检的方法,并取得了良好的效果.分别采用面积法、时间电压法、幅值法计算平均心电轴.比较结果发现,采用面积法具有精度高的优点.     

基于离散平稳小波变换的心电信号去噪方法

提出一种基于离散平稳小波变换的心电信号噪声去除方法,通过对心电信号进行多层离散平稳小波变换,根据噪声的不同来源及其频带分布特点,对变换后的细节信号采用不同的阈值去噪方案。该方法有效克服传统离散正交小波变换去噪时容易产生Gibbs现象的问题,从而达到保持心电波形特征且抑制噪声的双重目的。     

一种改进的心电信号预处理方法研究

心电信号是典型的强噪声下的非平稳微弱信号,减小噪声的干扰对心电信号的分析有着十分重要的意义,因此,有效的滤波方法一直是该领域学者关注的热点问题。本文在基于小波变换心电信号分析研究基础上,针对小波去噪时分解只作用于低频部分,从而忽略了高频区域中一部分有用信号的问题,提出了一种采用改进小波包理论实现心电信号去噪的方法,利用小波包在消除信号噪声方面具有更为精确的局部分析能力的特点,采用了‘db4’小波和＂最优基＂选择的方法,对心电信号进行消噪。以MIT-BIH心电数据库中心律失常数据仿真实验,得到了较理想的去噪效果。对比该方法与小波滤波去噪,发现基于小波包的心电信号去噪具有更优良的去噪性能。     

小波分析法在心电信号数字滤波中的应用

该文介绍了小波分析在数字滤波领域中的重要作用及其基本理论,并介绍了在心电信号数字滤波器,如何利用coniflet小波函数对原始的心电信号进行Mallat多分辨率分解和重建,并解决了小波分析在心电信号滤波中会遇到的三个实际问题：小波基函数的选取,确定心电信号及噪声的频域表现和小波在不同尺度下的通带。通过实验证明,用coiflet小波对心电信号进行数字滤波,能很好地换制信号中的基线漂移、工频干扰和肌电干扰。     

基于平稳小波变换的膈肌肌电信号降噪

为了去除膈肌肌电中的心电干扰,提出了一种基于平稳小波变换的“逆向”硬阈值的降噪方法。首先,对临床的膈肌肌电信号进行平稳小波变换,根据小波系数检测QRS并且确定心电干扰范围;其次,逐层估计心电周期范围的小波系数均方差,并且通过均方差计算各个心电干扰的阈值;最后,对各层心电干扰范围小波系数进行“逆向”硬阈值处理,并进行小波逆变换得到降噪后的信号。实验结果表明,该方法能够有效地去除膈肌肌电信号中的心电干扰,并且能够较好的保留膈肌肌电信号的信号特征。     

基于VMD和小波阈值的ECG肌电干扰去噪处理

针对现有心电信号肌电干扰去噪方法的不足,本文提出利用变分模态分解和小波阈值相结合的方法对心电信号肌电干扰进行去噪处理,该方法通过对含噪心电信号进行变分模态分解,确定信号主导模态分量与噪声主导模态分量,噪声主导模态分量的小波阈值变换和重构无噪心电信号,共四步实现对含有肌电干扰的心电信号的去噪处理。其中,通过分析研究所有模态分量中心频率的分布,确定变分模态分解的层数,多组仿真与真实含噪心电信号的相关实验表明。本文所提出的去噪方法可有效去除心电信号中的肌电干扰,且去噪效果优于小波阈值法、变分模态分解法和经验模式分解法。     

平稳小波变换在膈肌肌电降噪中的应用

为了去除膈肌肌电中的心电干扰,提出了一种基于平稳小波变换的“逆向”硬阈值的降噪方法.首先,对临床的膈肌肌电信号进行平稳小波变换,根据小波系数检测QRS并确定心电干扰范围;其次,逐层估计心电周期范围的小波系数均方差,并且通过均方差计算各个心电干扰的阈值;最后,对各层心电干扰范围小波系数进行“逆向”硬阈值处理,并进行小波逆变换得到降噪后的信号.实验结果表明,该方法能够有效地去除膈肌肌电信号中的心电干扰,并且能够较好地保留膈肌肌电信号的信号特征.     

使用时频盲源分离和小波包去噪的胎儿心电信号提取

提出一种使用时频盲源分离(TFBSS)和小波包去噪的胎儿心电信号提取新方法。首先通过重排时频谱时频盲源分离方法进行胎儿心电信号的初次提取,并将初次提取得到的母体心电信号和噪声对应的各路分量置零,其余分量由混合矩阵进行重构;然后再利用重排时频谱的时频盲源分离方法对重构信号进行胎儿心电信号的二次提取,得到含噪声的胎儿心电信号;最后通过小波包去噪抑制胎儿心电信号中的基线漂移和噪声。在胎儿心电信号和母体心电信号的QRS波无重叠、部分重叠或完全重叠的情况下,通过该方法能有效抑制母体心电信号和噪声的干扰,提取胎儿心电信号。实验结果表明该方法能提取清晰的胎儿心电信号。     

面向智能服装健康监护系统的心电信号基线漂移处理

面向智能服装的健康监护系统心电信号存在严重的基线漂移,针对基漂去除的需要,提出了基于基线漂移阈值的分级处理方法。首先采用滑动窗口中值滤波算法对心电信号进行滤波,并计算出基线漂移的程度大小,当其大于给定的阈值时,采用小波变换得到QRS波群的位置信息和信号的特点来变动滑动窗口大小。中值滤波和小波算法可以在两个处理平台上并行运行,提高了运算速度;最后,运用该算法分别对模拟和实际的基线漂移进行处理,并与其他算法的处理结果进行了比较,结果表明该算法具有较好的实时性和处理效果。     

动态心电信号自动分析技术的研究

心电信号自动分析技术目前只能分析出常见的心律失常,对一些发病率低的心律失常还不能做出正确诊断,针对以上问题做了详细研究.首先论述了小波变换滤除心电信号中肌电干扰、工频干扰和基线漂移的过程;然后介绍了QRS波群和ST段的检测方法,并用数学方法定义了十三种心律失常的类型.文中的方法实时性强、检测效率高而且心律失常分析的种类多,具有一定的临床应用价值.     

基于卷积自编码神经网络的心电信号降噪

心电信号由于在采集过程中会受到外界环境的干扰导致其形态特征被严重淹没,从而对医生的诊断和远程智能分析造成干扰。基于此,提出了一种基于卷积自编码神经网络的心电信号降噪算法。该方法利用自编码器的编码、解码特性,通过卷积的方法构建深层神经网络来学习从含噪心电信号到干净心电信号的端对端映射。卷积层捕获心电信号的细节特征,同时消除噪声;解码部分能够对特征图进行上采样并恢复心电信号细节,从而得到干净的心电信号。实验中采用信噪比和均方根误差为指标,将该方法与小波阈值法、S变换法、BP神经网络法和指导滤波法进行比较。实验结果表明,该降噪方法整体降噪精度更优,同时信号的低频成分也得到了很好的保持。该方法可做到在消除心电信号中复杂噪声的同时完整保留心电信号的形态,为心血管疾病的智能诊断和心电图的特征检测奠定了基础。     

基于非线性能量算子的心电信号R波检测方法

将Marr小波变换和非线性能量算子相结合实现了心电信号的R波检测,心电信号的Marr小波分解信号很好地抑制了各种噪声干扰,结合非线性能量算子运算可突出了QRS波的特征点,使得阈值检测便于实施,利用修正策略提高了R波检测率,经MIT/BIH标准心律失常数据库验证,R波的检测率可达到99.7%,该方法对于心电信号的自动分析系统具有应用价值。     

基于FFT-Matching Pursuit的心电身份识别算法研究

本文研究了心电信号在身份识别中的应用,提出了基于快速傅里叶变换的匹配追踪心电特征提取算法。在预处理阶段,对心电信号进行消噪、标准化和质量检测等预处理,有效去除了心电信号中的噪声和心率变异所带来的干扰。特征提取阶段,对心电模板进行基于快速傅里叶变换的匹配追踪稀疏分解,原子的时频参数和投影值作为特征参数,然后构建支持向量机分类器,实现了身份识别。最后利用MIT-BIH的ST Change、PTB、QT等数据库测试了算法性能,获得了较高的识别率。