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1、南京师范大学物理科学与技术学院医用电子学论文论文名称：基于小波变换的心电信号噪声消除院系：物科院专业：电路与系统姓名：聂梦雅学号：121002043指导教师：徐寅林摘 要以小波变换的多分辨率分析为基础,通过对体表心电信号(ECG)及其噪声的分析,对ECG信号中存在的基线漂移、工频干扰及肌电干扰等几种噪声,设计了不同的小波消噪算法;并利用MIT/BIH国际标准数据库中的ECG信号和程序模拟所产生的ECG信号,分别对算法进行了仿真与实验验证。结果表明,算法能有效地滤除ECG信号检测中串入的几类主要噪声,失真度很小
2、,可满足临床分析与诊断对ECG波形的要求。关 键 词:ECG信号,小波变换,基线漂移,工频干扰,肌电干扰AbstractWeapplythemulti-resolutionanalysis(MRA)ofwavelettransform(WT),whichwasproposedbyMallat[5],tosuppressthethreemaintypesofnoisesexistinginelectrocardiogram(ECG)signals:baselinewander,powerlineinterfer
3、enceandelectromyographicalinterference.WeapplyMallatalgorithm[4]tosuppressthebaselinewanderinECGsignals.Weapplythesoft-thresholdingalgorithm,proposedbydonohoetalonthebasisofMRAofWT,tosuppresspowerlineinterferenceinECGsignals.WeapplyMallatalgorithmandthenthe
4、algorithmproposedbyDonohoetaltosuppresstheelectromyographicalinterferenceinECGsignals,whosefrequencyrangevariesfrom5Hzto2kHz.Weperformedsimulations,usingbothECGsignalsfromMIT/BIHdatabase,andECGsignalsgeneratedviacomputersimulation.Theresultsshowthatthealgor
5、ithmcansuppressthemainnoisesexistinginECGsignalsefficientlywithverylittledistortion,andcansatisfytherequirementsofclinicalanalysisanddiagnosisonECGwaveforms.Keywords:ECG(electrocardiogram)signal,wavelettransform,baselinewander,powerlineinterference,electrom
6、yographicalinterference目录摘 要2Abstract3目录4第一章心电信号的噪声特点5第二章小波分析与传统信号处理方法的比较5第三章小波去噪的基本原理63.1心电图各波特征63.2小波变换63.3小波分析去噪原理7第四章小波去噪的基本步骤84.1小波变换去噪的流程示意图：84.2小波除噪的具体步骤：8第五章小波去噪中的阈值函数和阈值的选取85.1阈值函数85.2阈值的选取9第六章小波去噪中小波函数的选择10第七章去噪效果的评价10第八章程序说明及结果显示118.1程序说明118.2结果展
7、示12总结12第一章心电信号的噪声特点心电图(electrocardiogram,ECG)的检测与分析,是临床了解心脏功能状况、辅助诊断心血管疾病、评估各种治疗方法的重要手段。而体表心电信号具有较强的随机性和背景噪声,是一种非线性、非平稳的微弱信号。常规心电信号是mV级信号,频带范围是0.05～100Hz。心电信号的噪声主要有3类:①工频干扰:它是由供电网络及其设备产生的空间电磁干扰在人体的反映,由50Hz及其谐波构成;②基线漂移:它是由测量电极的接触不良、呼吸等引起的低频干扰信号;③肌电干扰:它是由于人体运
8、动、肌肉收缩而引起的,频率在5～2000Hz之间[1]。这些噪声干扰与心电信号混杂,引起心电信号的畸变,使整个心电信号波形模糊不清,对随后的信号分析处理,尤其是计算机自动识别诊断造成误判和漏判,因此,心电信号的消噪有重要的意义。心电信号采集过程中还有许多其它的随机噪声和环境干扰影响，如加性白噪声、极化噪声、仪器内部噪声等等。在心电信号的干扰噪声中，0．3Hz以下的基线漂移和肌电干扰噪声是最重要的干扰
