心电去噪方法研究.ppt
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1、心电去噪方法研究,主要内容,引言传统去噪小波分析去噪经验模态分析去噪比较总结,引言,心电信号(ECG)是典型的强噪声的非平稳的弱信号。在心电信号分析系统中,影响心电自动分析结果可靠性的因素很多,其中一个重要原因就是心电信号中存在各种干扰,如随机噪声、基线漂移、肌电干扰以及50Hz或60Hz的工频干扰。由于这些干扰与心电信号混叠杂,引起心电信号畸变,使整个心电信号波形模糊不清,对心电各波段的识别造成影响,从而影响自动诊断结果。因此,选择合适的消噪方法对心电的检查有着重要的意义。下面分别介绍传统去噪、小波分析去噪以及经验模态分析(EMD)去噪方法的基本理论,同时分别对取至MIT-BIH数据库的10
2、0.dat数据进行仿真实验,并且进行去噪效果比较。,传统去噪的基本原理,传统的去噪主要是基于傅立叶变换的时频转换,将不 同频谱的信号与噪声区分开,然后设计数字滤波器将噪声滤除。根据数字滤波器冲激响应的时域特征,可将数字滤波器分为无限长冲激响应滤波器(IIR DF)和有限长冲激响应滤波器(FIR DF)。FIR DF有其独特的优点:系统总是稳定的、易于实现线性相位、允许设计多通带(或多阻带)滤波器。因此,FIR DF在数字信号处理中得到广泛的应用。但与IIR DF相比,在满足同样的阻带衰减的情况下需要较高的阶数。我们我们主要介绍FIR滤波器的设计。,传统去噪的基本原理,有限冲击响应(FIR)数字
3、滤波器的转移函数为:FIR滤波器设计的任务:是选择有限长度的,使传输函数 满足一定的幅度特性和线性相位要求。目前FIR滤波器的设计方法主要有三种,分别是窗函数法、常用的频率取样法和切比雪夫等波纹逼近优化设计法。,传统去噪的基本原理,FIR滤波器设计的具体步骤:首先应该根据具体的应用确定一些技术指标,利用这些指标可以建立一个目标的数字滤波器模型,通常先采用理想的数字滤波器模型;然后就根据数学知识和滤波器的基本原理设计个实际滤波器的模型来逼近给定的指标,逼近结果通常得到以差分方程与脉冲响应描述的滤波器。最后,根据这个描述用硬件或软件实现。,低通滤波器的设计及仿真,根据心电信号的频谱分布的特点指标的
4、选择如下:通带的截止频率为:fp=35Hz;阻带的截止频率为:fs=100Hz;采样频率为:f=360/s;阻带的最小衰减为40dB。结合窗函数的性能本文选用汉宁窗,利用窗函数法设计相应的低通滤波器。滤波器的特性如图(1)所示,去噪后信号与原始信号比较如图(2)所示。,仿真结果,图(1)滤波器特性,图(2)波形对比,小波分析去噪,设计方案:选择db5小波,对心电信号S进行3层分解(小波分解各层小波系数如图(3)所示)。利用MATLAB提供的默认阈值命令对各层的高频系数CD1、CD2、CD3进行阈值处理后。进行信号重构。小波分解各层小波系数如图(3)所示,去噪后信号与原信号比较如图(4)所示。,
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