由心电信号提取呼吸信息的算法及其仿真实现.pdf

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1、第13卷第1期南通大学学报(自然科学版)Vo1．13No．12014年3月JournalofNantongUniversity(NaturalScienceEdition)Mar．2014由心电信号提取呼吸信息的算法及其仿真实现张金宝．王杰华(南通大学计算机科学与技术学院，江苏南通226019)摘要：为了使单纯的心电监护设备实现对多种生理信号的检测。减小设备的复杂性，根据心跳频率和呼吸频率处在不同的频段，提出2种由心电信号提取呼吸信息(ECG—derivedrespiratorysignal，EDR)的算法：离散傅里叶

2、变换EDR算法和离散小渡变换EDR算法．利用MATLAB软件在时域和频域分别对这2种算法进行验证．并进行了相关分析比较．经过筛选比较．离散小波变换EDR算法选用coifⅣ小波作为母小波．仿真结果表明．文中所提出的2种算法均能有效地从心电信号中提取出呼吸信息．但离散小波变换EDR算法的准确性与母小波的选取有很大关系．当选取coj乃小波时．离散小波变换EDR算法比离散傅立叶变换EDR算法更为有效．关键词：心电信号；呼吸信息；傅里叶变换：小波变换；仿真；算法中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1673—2340(2

3、014)O1—0012—06StudyandSimulatedImplementationofECG-DerivedRespiratoryAlgorithmZHANGJin—bao．WANGJie—hua(SchoolofComputerScienceandTechnology，NantongUniversity，Nantong226019，China)Abstract：TorealizeahostofbiologicalsignaldetectionbyasimpleECGmonitoringequipment，an

4、dreducethecomplexityofit．twoEDR(ECG—derivedRespiratory)algorithmsareproposedaimingtoextractrespiratoryinforma—tionfromECGinaccordancewiththefrequencyofheartbeatandrespirationindifferentfrequencybands．TheyarethediscreteFouriertransformEDRalgorithmandthediscreteWa

5、velettransformEDRalgorithm．Thesimulationex—periment，thecomparisonandthecorrelationanalysisofthesetwoalgorithmswereperformedintimedomainandfre—quencydomainbytheMATLABsoftware．ForthediscreteWavelettransformEDRalgorithm，coifNWaveletwasse—lectedasthemotherWavelet，wh

6、ichhasbe~erperformance．TheexperimentalresultsshowedthatbothalgorithmscaneffectivelyextractrespiratoryinformationfromtheECG，buttheaccuracyofthediscreteWavelettransformEDRal—gorithmhasmuchtOdowiththemotherWavelet．Whenthecoif3Waveletisselected，thediscreteWavelettra

7、nsformEDRalgorithmismoreeffectivethanthediscreteFouriertransformEDRalgorithm．Keywords：ECG；respirationinformation；discreteFouriertransform；discreteWavelettransform；simulation；algorithm收稿日期：2013-10—28基金项目：江苏省“六大人才高峰”项目(2010一WLW一006)：江苏高校优势学科建设工程资助项目；江苏省高校科研成果产业化推进

8、项目(JHB2011—45)；上海市信息安全综合管理技术研究重点实验室开放课题(AGK2009006)；南通市应用研究计划项目(K2010028，BK2011011)作者简介：张金宝(1987一)，男，硕士研究生．}通信联系人：王杰华(1965一)，男，副教授，主要研究方向为生物医学信号处理．E—mail：wang．jh@ntu．