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《基于二代小波变换的心电信号去噪算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、基于二代小波变换的心电信号去噪算法张德平，贾文娜，高守玮（上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240）摘要：基于小波分析的去噪算法运算复杂，难以用于心电信号的实时处理，而常见心电信号滤波算法在实际应用中去噪效果不理想，针对上述问题，本文采用提升方案(第二代小波变换)来构造小波，提高了小波分解的速度，减少算法对内存的需求，并结合阈值滤波算法对小波系数进行处理，实现信号与噪声的分离。为了验证算法有效性，对MIT-BIH数据库中数据进行了仿真实验，结果表明该方法处理后信号失真较小，信号中叠加的工频干扰和肌电干扰基本被消除，相对于基于传统小波变换算法处理速度有了很大的提升。关键词：提升方案;
2、去噪;心电图;工频干扰;肌电干扰;中图分类号：TP391文献标识码：ATheDe-noisingAlgorithmofECGSignalBasedonSecondGenerationWaveletTransformZHANGDe-ping,JIAWen-na,GaoShou-wei(SchoolofElectronic,InformationandElectricalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China)ABSTRACT：De-nosingmethodsbasedonwavelettransformcannotb
3、eappliedtoreal-timeECGsignalsprocessingduetocomputationcomplexity,andsometraditionalalgorithmscannotprovidedesiredeffectinactualuse.Inthispaperliftingscheme,alsocalledsecondgenerationwavelettransform,isusedtospeedupwaveletdecomposition,toreducememorydemand,andcombiningwiththresholdde-nosingmethodtod
4、ealwithnoisedECGsignals.Tovalidatetheactualeffectofthemethod,signalsinMIT-BIHECGsignaldatabaseareanalyzed.Resultsshowthatthede-noisedsignalhaslittledistortion,andtheaddedelectrodemotionartifactandmuscleartifactaresuccessfullyremoved,thecomputingspeedpromotessignificantlycomparingwithalgorithmusingwa
5、velettransform.KEYWORDS：Liftingscheme;De-Noising;ECG;Electrodemotionartifact;Muscleartifact;41引言心电图（Electrocardiogram，ECG）是心脏活动在人体体表的表现,一定程度上反映了心脏各部位的生理状况,在临床医学上有重要意义。但是由于信号幅值小，频率低，在数据采集过程中不可避免地受到人体、仪器等多方面的影响,导致信号畸变,原始波形中的特征信息被掩盖,难以进行正确的识别和诊断。同时ECG是一种非平稳信号，统计特性难以预测，噪声消除十分困难。常见的心电干扰主要有三种:（1）基线漂移，由电极移
6、动,人体呼吸等低频干扰引起,频率小于5Hz;（2）肌电干扰,人体活动,肌肉紧张引起的干扰，频率特性非常广，频谱特性接近白噪声；（3）工频干扰，频率50Hz的电源线干扰及其高次谐波干扰。在实际应用中常见算法对肌电干扰和工频干扰的去噪效果还存在不足之处：（1）FIR数字滤波器，实现虽然简单，处理后的波形失真严重；（2）带通滤波器结合陷波器，对于工频波动的滤波效果明显下降；（3）自适应滤波，由于需要额外增加一个与噪声有关信号无关的参考信号，增加了成本，实际应用中受到一定的限制[1]；（4）非线性处理的形态学滤波，在滤除高频干扰时会产生截断误差[2]；（5）小波分析作为非平稳信号处理的有效工具，滤波后
7、可以很好地保存了信号的尖峰和突变部分，但是计算量大，处理时间长，内存需求大，算法实时性差。针对上述算法的缺陷，本文研究了基于提升方案的阈值滤波算法处理ECG信号中4肌电干扰和工频干扰的可行性，经仿真实验验证了该算法弥补了基于小波分析算法运算复杂的不足，取得了满意的效果。2提升方案的基本原理传统的小波分析的工具主要是傅里叶分析，从频域分析问题，Sweldens[3]提出的提升方案(liftingsc
