基于分数阶小波变换的心电信号去噪处理研究

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1、第３４卷第９期西安工业大学学报Vol．３４No．９２０１４年９月JournalofXi’anTechnologicalUniversitySep．２０１４文章编号：１６７３‐９９６５（２０１４）０９‐０７１０‐０５倡基于分数阶小波变换的心电信号去噪处理研究尚宇，刘素勤（西安工业大学电子信息工程学院，西安７１００２１）摘要：为了能够快速简单的滤除心电噪声，提高信号的信噪比，采用分数阶小波变换对心电信号进行处理，并利用“ArrhythmiaDatabase”和“NoisestressTestDatabase”数据

2、库中的数据和对其进行验证．仿真结果表明，运用这种方法能够有效地提高心电信号的信噪比，清晰的还原出心电信号的波形及其特点．所以分数阶小波变换在心电信号去噪处理中具有很好的应用．关键词：心电信号；心电噪声；信噪比；分数阶小波变换中图号：TP３１２文献标志码：AResearchonECGDenoisingBasedonFractionalWaveletTransformSHANGYU，LIUSu桘qin（SchoolofElectronicInformationEngineering，Xi’anTechnologi

3、calUniversity，Xi’an７１００２１，China）Abstract：Inordertorapidlyandsimplyfiltertheelectricalnoiseandimprovethesignalnoiseratio，thefractionaltransformwasusedtoprocesstheElectrocardiosignal（ECG）“ArrhythmiaDatabase”and“NoisestressTestDatabase”wereusedtoverifyit．Thesi

4、mulationresultsshowthatthismethodcannotonlyimprovetheECGsignalnoiseratioeffectively，butalsorestoretheclearwaveformanditscharacteristics．SothefractionalwavelettransformfindsagoodapplicationintheECGsignalnoiseprocessing．Keywords：ECG；electricalnoise；SNR；fracti

5、onalwavelettransform心电信号（Electrocardiosignal，ECG）是非平等部分细小的重要成分，造成重构后信号部分位移稳的微弱信号，经常会受到噪声的污染而影响临床等出现，给医生诊断病人心电图带来不便．而分数诊断和分析的准确度，为了给医生提供清晰的心电阶傅里叶变换（FractionalFourierTransform，图型，以提高分析和诊断的精确度，就必须对ECGFRFT）主要对信号进行局部分析．本文采用分数进行一定的分析处理，使其数据曲线平滑，特征点阶小波变换（Fractiona

6、lWaveletTransform，FR‐突出．目前，国内外有很多学者对它进行研究，有的WT）将FRFT变换和WT变换相结合，利用WT用经典的小波变换（WaveletTransform，WT），有变换中的多分辨分析理论和FRFT的时频聚焦性的用傅里叶变换，有的用低通滤波器，这些方法对相结合对含噪的ECG进行去噪，克服了单一变换心电信号的去噪计算量小，速度快；但是他们都仅的不足，从而保证时域分辨率的一致性和有效性．局限于在全局分析，有时会忽略信号的细节、突变实验表明，该方法能够得到很好的处理效果．倡收稿日期：２

7、０１４‐０５‐１５作者简介：尚宇（１９７３‐），女，西安工业大学副教授，主要研究方向为信号与信息处理．E桘mail：１７９６４８６２２＠qq．com．第９期尚宇，等：基于分数阶小波变换的心电信号去噪处理研究７１１取．采用不同的小波基函数对同一个信号，会得到１心电信号不同结果，但是小波基的选取要遵守以下原则：①ECG信号的幅度在１０μv～４μv，一般正常的正交性，可以使分析简单，有利于信号的精确重构；心电信号频率为０．０１～１００Hz，９０％的频率能量②对称性，对称性的小波基函数使得小波滤波呈现集中在０．２５～

8、４０Hz之间，ECG从０．０５Hz处开线性相位，信号不会失真；③紧支性，紧支集长度决始有一个峰值，在１．１Hz附近处出现最大峰值，以定着信号局部特征的好坏，紧支集越短的小波函数后峰值的总体趋势逐渐下降，到３５Hz处峰值下降局部时频特性就越好；④正则性，正则性决定着信为０．０５Hz处峰值的１／２６，下降到最大峰值处的号的重构效果，继而影响频域的分辨率．以下是对１／３３．故可认为ECG信号频率主要分布在