基于LMS自适应滤波的心电信号提取

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1、....数字信号处理课程报告题目：基于LMS自适应滤波在胎儿心电监护中的应用仿真院系：专业：姓名：学号：专业.专注....摘要自适应数字滤波器和维纳滤波器一样，都是符合某种准则的最佳滤波器。维纳滤波器的参数是固定的，适用于平稳随机信号的最佳滤波。在实际设计中，常常无法知道输入信号是否平稳以及信号和噪声统计分布规律，且统计特性还会变化，因此实现最佳滤波是困难的。1967年Widrow等人提出自适应滤波器的设计方法，它的参数可以自动地按照某种准则调整到最佳滤波，实现时不需要任何关于信号和噪声的先验统计知识，尤其当输入

2、统计特性变化时，自适应滤波器都能调整自身的参数来满足最佳滤波器的需要。1975年，威德诺（B.Widrow）和Hof提出的最小均方(LMS)算法，是用梯度的估计值代替梯度的精确值，这种算法简单易行，获得了广泛的应用，对自适应技术的发展起了极大的作用。本论文主要是基于LMS自适应滤波在胎儿心电监护中的应用仿真。通过简要阐述自适应滤波器和LMS的相关原理，结合胎儿心电监护的应用，在MATLAB的平台上使用自适应滤波器的方法从母婴混合心电信号中提取纯净胎儿信号并绘出图谱。通过仿真结果，分析几个参数（步长、滤波器阶数）对

3、实验结果的影响，进一步加深对自适应滤波和LMS的学习理解。关键词：自适应数字滤波器；最佳滤波器；威德诺；最小均方算法；梯度；胎儿心电监护；MATLAB专业.专注....ABSTRACTTheadaptivedigitalfilterandWienerfilterarethebestfilterstomeetsomecriteria.TheparametersoftheWienerfilterarefixed,andaresuitablefortheoptimalfilteringofstationaryrando

4、msignals.Inpractice,itisoftendifficulttoknowwhethertheinputsignalisstationaryandthesignalandnoisestatisticsdistributionlaw,andthestatisticalcharacteristicswillchange,soitisdifficulttoachievethebestfilter.In1967,Widrowetalproposedthedesignmethodoftheadaptivefi

5、lter.Itsparameterscanbeadjustedtothebestfilterautomaticallyaccordingtosomecriterion.Theadaptivefiltercanadjustitsparameterstomeettheneedsoftheoptimalfilter.In1975,theleastmeansquare(LMS)algorithmproposedbyWidno(B.Widrow)andHofistheexactvalueofthegradient.This

6、algorithmissimpleandeasytooperate.Ithasbeenwidelyusedandhasagreateffectonthedevelopmentofadaptivetechnology.ThisthesisisbasedontheapplicationofLMSadaptivefilterinfetalECGmonitoring.Inthispaper,theprincipleofadaptivefilterandLMSisintroduced,andtheapplicationof

7、fetalECGmonitoringisintroduced.ThemethodofadaptivefilterisusedintheMATLABplatformtoextractpurefetalsignalanddrawthemapfromthemixedECGsignal.Throughthesimulationresults,theeffectsofseveralparameters(stepsizeandfilterorder)ontheexperimentalresultsareanalyzed,an

8、dthelearningandunderstandingoftheadaptivefilterandLMSisfurtherdeepened.Keywords:Adaptivedigitalfilter;filter;weedConnaught;leastmeansquarealgorithm;gradient;fetalECGmonitoring;MATLAB专业.专注