基于形态学滤波与提升小波变换的心电信号去噪方法技术

技术编号:11093628 阅读:158 留言:0更新日期:2015-02-27 03:49
本发明专利技术公开了一种基于形态学滤波与提升小波变换的心电信号去噪方法,首先根据提升小波理论对心电信号f进行3次分解,得到三层高频系数和三层低频系数,再采用提升阈值去噪法对高频系数进行处理,然后将底层高频系数和低频系数进行两次重构,可得到重构低频系数并对其进行形态学滤波处理,最后根据处理后的重构低频系数和处理后的最高层高频系数进行信号重构得到去噪后的心电信号f’。其显著效果是:方法简单,易于实现,将形态学算法与提升小波变换算法有机结合,相对于传统小波算法,它不仅能同时去除心电高频和低频噪声,提高了去噪后信号的质量,还有计算简单,占用空间少,更易在硬件上实现等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物医学信号噪声处理
,尤其涉及一种基于形态学滤波与提 升小波变换的心电信号去噪方法。
技术介绍
心电是人的生命体征信号之一,可以精准地反映出人在不同状态下心脏活动的信 息,它不仅为心脏功能的变化和心脏疾病的诊断,提供了一个很有价值意义的参考,还在生 物身份识别技术上提供了一种新的身份验证方式。 心电信号是一种典型的非平稳微弱信号,幅值低,频率低,所以在心电信号的提取 过程中,极易受各种干扰。其中心电信号的噪声主要分为三类:①基线漂移,主要由肢体运 动、呼吸、心电采集方式和采集电路所引起,频率在0. 02Hz到几 HZ,心电图上表现为心电信 号偏离正常的基线位置;②工频干扰,主要由来自50Hz的电源及高谐波干扰,③肌电干扰, 主要由人体表皮层的电势变换引起,频率在10到300Hz,在心电图的整个时域中使信号表 现为一系列不规则的毛刺。 在心电去噪方面,有着很多方法,去噪效果较好的像传统的小波去噪方法,在去除 高频噪声方面,有着很好的效果,然而却无法高效去除低频噪声。为了克服传统小波去噪这 一不足,有人设计了基于形态学与小波的心电噪声组合式滤除器,采用形态学滤波器去除 心电信号的低频噪声,采用阈值去噪法去除高频噪声,在心电信号去噪上,取得了较好的效 果,然而传统小波计算量过大,不易在硬件上实施。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的是提供一种基于形态学滤波与提升小波变换 的心电信号去噪方法,该方法不仅能够有效去除信号中的高频与低频噪声,而且计算量较 小,易于在硬件上实施。 为达到上述目的,本专利技术表述一种基于形态学滤波与提升小波变换的心电信号去 噪方法,其关键在于按照以下步骤进行: 步骤1 :将心电信号f进行第一级提升小波分解,得到第一层低频系数CAl和第一 层高频系数CDl ; 步骤2 :对步骤1获得的第一层低频系数CAl进行第二级提升小波分解,得到第二 层低频系数CA2和第二层高频系数CD2 ; 步骤3 :对步骤2获得的第二层低频系数CA2进行第三级提升小波分解得到第三 层低频系数CA3和第三层高频系数CD3 ; 步骤4:采用第一提升阈值去噪法对高频系数CD3进行去噪处理,得到去噪后的高 频系数CD3',并将高频系数CD3'与步骤3获得的低频系数CA3进行提升小波重构得到系数 CA2,; 步骤5 :采用第二提升阈值去噪法对高频系数CD2进行去噪处理,得到去噪后的 高频系数CD2',并将高频系数CD2'与步骤4获得的系数CA2'进行提升小波重构得到系数 CAlO ; 步骤6 :采用形态学滤波法对步骤5获得的系数CAlO进行处理,去除系数CAlO中 的高频分量得到系数CA1' ; 步骤7 :采用第三提升阈值去噪法对步骤1获得的高频系数CDl进行去噪处理,得 到去噪后的高频系数CD1',并将高频系数CD1'与步骤6获得的系数CA1'进行第三次提升 小波重构,得到去噪后的心电信号f'。 作为更进一步的技术方案,所述第一提升阈值去噪法、第二提升阈值去噪法以及 第三提升阈值去噪法所采用的阈值去噪函数均为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于形态学滤波与提升小波变换的心电信号去噪方法,其特征在于按照以下步骤进行:步骤1:将心电信号f进行第一级提升小波分解,得到第一层低频系数CA1和第一层高频系数CD1;步骤2:对步骤1获得的第一层低频系数CA1进行第二级提升小波分解,得到第二层低频系数CA2和第二层高频系数CD2;步骤3:对步骤2获得的第二层低频系数CA2进行第三级提升小波分解得到第三层低频系数CA3和第三层高频系数CD3;步骤4:采用第一提升阈值去噪法对高频系数CD3进行去噪处理,得到去噪后的高频系数CD3’,并将高频系数CD3’与步骤3获得的低频系数CA3进行提升小波重构得到系数CA2’;步骤5:采用第二提升阈值去噪法对高频系数CD2进行去噪处理,得到去噪后的高频系数CD2’,并将高频系数CD2’与步骤4获得的系数CA2’进行提升小波重构得到系数CA10;步骤6:采用形态学滤波法对步骤5获得的系数CA10进行处理,去除系数CA10中的高频分量f1得到系数CA1’;步骤7:采用第三提升阈值去噪法对步骤1获得的高频系数CD1进行去噪处理,得到去噪后的高频系数CD1’,并将高频系数CD1’与步骤6获得的系数CA1’进行第三次提升小波重构,得到去噪后的心电信号f’。...

【技术特征摘要】
1. 一种基于形态学滤波与提升小波变换的心电信号去噪方法,其特征在于按照以下步 骤进行: 步骤1 :将心电信号f进行第一级提升小波分解,得到第一层低频系数CAl和第一层高 频系数CDl ; 步骤2 :对步骤1获得的第一层低频系数CAl进行第二级提升小波分解,得到第二层低 频系数CA2和第二层高频系数CD2 ; 步骤3 :对步骤2获得的第二层低频系数CA2进行第三级提升小波分解得到第三层低 频系数CA3和第三层高频系数CD3 ; 步骤4 :采用第一提升阈值去噪法对高频系数CD3进行去噪处理,得到去噪后的高频 系数CD3',并将高频系数CD3'与步骤3获得的低频系数CA3进行提升小波重构得到系数 CA2,; 步骤5 :采用第二提升阈值去噪法对高频系数CD2进行去噪处理,得到去噪后的高频系 数CD2',并将高频系数CD2'与步骤4获得的系数CA2'进行提升小波重构得到系数CAlO ; 步骤6 :采用形态学滤波法对步骤5获得的系数CAlO进行处理,去除系数CAlO中的高 频分量得到系数CA1' ; 步骤7 :采用第三提升阈值去噪法对步骤1获得的高频系数CDl进行去噪处理,得到去 噪后的高频系数CD1',并将高频系数CD1'与步骤6获得的系数CA1'进行第三次提升小波 重构,得到去噪后的心电信号f'。2. 根据权利要求1所述的基于形态学滤波与提升小波变换的心电信号去噪方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:庞宇张磊磊林金朝王伟罗志勇李章勇冉鹏李国权周前能
申请(专利权)人:重庆邮电大学
类型:发明
国别省市:重庆;85

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