一种心电信号的降噪方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于信息处理领域，提供了一种心电信号的降噪方法和装置，包括：根据预设的参数值，对第一滤波器进行初始化处理；获取心电信号；构建所述心电信号的镜像延拓信号；将所述镜像延拓信号输入所述第一滤波器后，执行双重双边滤波，以得到不包含工频噪声的第一滤波信号。本发明专利技术中，只需将第一滤波器初始化，并将心电信号的镜像延拓信号输入第一滤波器，以进行双重双边滤波处理，即可以将心电信号中的工频噪声去除，实现了心电信号的降噪。由于该方法步骤简单，因此计算量较少，对系统性能的要求较低。相对于原始心电信号来说，在一定程度上提升了心电信号的质量，得到了更好的心电图成像效果。

Method and device for noise reduction of ECG signal

The invention is applicable to the field of information processing, provides a noise reduction method and apparatus, an ECG signal includes: according to the preset parameters of the first filter initialization processing; acquiring ECG signal; image construct the ECG signal extension signal; the mirror extension signal input to the first filter. The implementation of double bilateral filtering, to obtain the first filtered signal does not contain noise. In the invention, only the first filter initialization, and will mirror the ECG signal extension signal input of the first filter to double bilateral filtering, which can be frequency noise in ECG signals can reduce the noise removal of ECG signal. Because of the simplicity of the method, the calculation is less and the performance of the system is lower. Compared with the original ECG signal, to some extent, it improves the quality of ECG signals and achieves better ECG imaging results.

【技术实现步骤摘要】
一种心电信号的降噪方法及装置
本专利技术属于信号处理领域，尤其涉及一种心电信号的降噪方法及装置。
技术介绍
心电图检查是临床上广泛应用的器械检查方法之一。心电图不仅能够直观地反映检查者的心脏健康，还能够体现检查者的情绪波动状况。心电图检查以心电波形为基础，故心电信号的质量尤为关键。当前，由于可穿戴式心电检测装置的便携性以及强大的数据收集能力，其在家庭保健中占据了越来越重要的地位。用户仅需穿戴该心电检测装置，即可以长时间地对自身的心电信号进行采集。然而，在使用穿戴式心电监测仪的过程中，常常会伴随着用户持续不断地运动，从而导致电极脱落或不服贴等状况，因此，采集得到的心电信号容易产生不稳定的现象，并伴随有多种类型的噪声，强烈的噪声会影响用户病情的诊断。在穿戴式心电检测装置中，工频噪声和振环噪声是心电信号噪声的主要来源之一，基于小波变换的心电信号降噪方法拥有较好的降噪效果，但是对信号处理的计算量庞大，导致对系统性能的要求过高。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种心电信号的降噪方法及装置，旨在解决现有心电信号的降噪方法中计算量庞大，对系统性能的要求过高的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种心电信号的降噪方法，包括：根据预设的参数值，对第一滤波器进行初始化处理；获取心电信号；构建所述心电信号的镜像延拓信号；将所述镜像延拓信号输入所述第一滤波器后，执行双重双边滤波，以得到不包含工频噪声的第一滤波信号；本专利技术实施例的另一目的在于提供一种心电信号的降噪装置，包括：初始化单元，用于根据预设的参数值，对第一滤波器进行初始化处理；第一获取单元，用于获取心电信号；构建单元，用于构建所述心电信号的镜像延拓信号；第一滤波单元，用于将所述镜像延拓信号输入所述第一滤波器后，执行双重双边滤波，以得到不包含工频噪声的第一滤波信号。本专利技术实施例中，只需将第一滤波器初始化，并将心电信号的镜像延拓信号输入第一滤波器，以进行双重双边滤波处理，即可以将心电信号中的工频噪声去除，实现了心电信号的降噪。由于该方法步骤简单，因此计算量较少，对系统性能的要求较低。该方法能够被应用于各种心电仪之中，相对于原始心电信号来说，在一定程度上提升了心电信号的质量，得到了更好的心电图成像效果，有利于硬件的实现。附图说明图1是本专利技术实施例提供的心电信号的降噪方法的实现流程图；图2是本专利技术实施例提供的心电信号的降噪方法S101的具体实现流程图；图3是本专利技术实施例提供的心电信号的降噪方法S104的具体实现流程图；图4是本专利技术另一实施例提供的心电信号的降噪方法的实现流程图；图5是本专利技术又一实施例提供的心电信号的降噪方法的实现流程图；图6是本专利技术实施例提供的心电信号的降噪装置的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供的心电信号的降噪方法及装置可以应用于集成了心电信号分析功能的终端设备中，包括心电监测仪、心电图机以及可穿戴式心电检测装置等心电设备，进一步地，所述终端设备还可以包括显示屏，用于根据获取到的心电信号生成心电图，并实现心电图的展示功能。图1示出了本专利技术实施例提供的心电信号的降噪方法的实现流程，详述如下：在S101中，根据预设的参数值，对第一滤波器进行初始化处理。应当注意的是，“第一”、“第二”以及“第三”仅为了区分不同的作用对象，便于用户理解。在本实施例中，滤波器主要为带阻滤波器，其包括陷波器，用于在大量频率分量通过该滤波器时，将某些范围的频率分量衰减到极低水平，从而滤除不需要的频率分量，具有相对较大的阻带范围。对第一滤波器进行初始化处理，表示在确认了一个固定的滤波器模型之后，选取适用于对心电信号进行降噪处理的模型参数，从而将参数调节后的滤波器模型应用于后续的降噪过程当中。作为本专利技术的一个实施例，图2示出了本专利技术实施例提供的心电信号的降噪方法S101的具体实现流程，详述如下：在S201中，获取关于所述心电信号的采样率。心电设备每秒钟采集心电信号电压的点数即为采样率。具体地，该采样率为存储采样率，即存储数据时候采用的采样率大小。采样率越高，采样周期就越短，得到心电信号的误差就越小，所采集到的心电数据就能更加精确地表示连续的心电波形形态，越接近检查者的真实生理状况。若心电信号的采集过程与降噪过程在同一终端设备上完成，则在接收到用户根据实际所需而调节的采样率后，在对心电信号进行降噪处理的准备阶段，可以直接读取该采样率的数值。若心电信号的采集过程与降噪过程在不同的终端设备上完成，则降噪装置在获取心电信号的原始数据之前，先请求获取信号采集装置所设置的采样率，以使该采集装置将用户所设置的采集率发送至降噪装置。通常情况下，该采样率在128hz至1024hz之间。在S202中，获取预设的陷波频率以及第一阻带宽度。第一滤波器的阻带的上限频率与阻带的下限频率之差为第一阻带宽度。若心电信号的频率分量属于该阻带宽度所表示的频率范围内或等于陷波频率，则该频率分量被滤除。陷波频率以及第一阻带宽度同样由用户设定。优选地，为了去除工频干扰噪声，陷波频率预设为50hz。在S203中，根据所述采样率、所述陷波频率以及所述第一阻带宽度，计算原始滤波器中的各个参数，得到所述第一滤波器。其中，所述原始滤波器为：fs为所述采样率，f0为所述陷波频率，Δf为所述第一阻带宽度。滤波器的原始模型如上述所示，通过步骤S201至S202获取到采样率、陷波频率以及第一阻带宽度三个数值后，将该数值代入原始滤波器中。根据上述公式，得到包含具体参数值的第一滤波器。在S102中，获取心电信号。本实施例中，心电信号可从多种途径获得。例如可以是，由其他终端设备采集得到心电信号或者采集得到关于心电信号的特征数据后，通过有线或无线的方式传输至本降噪装置中。例如，还可以是，由本装置直接采集心电信号、接收心电信号或根据特征数据构建完整的心电信号。在S103中，构建所述心电信号的镜像延拓信号。对于原始的心电信号，利用时间反向等方法可获得其镜像延拓信号。即，假设把心电信号对应的曲线描绘于x-y坐标系的y轴右侧，则生成y轴左侧的新坐标点，每一个新坐标点的横坐标与心电信号的每个横坐标互为相反数，且互为相反数的两个横坐标对应相同的纵坐标。从而使得心电信号在最后一个时间点对应的信号值，成为了其镜像延拓信号的第一个值。将横坐标取相反数后，得到描绘于x-y坐标系的y轴左侧的镜像对称信号，将原始心电信号与该镜像对称信号叠加，成为所述镜像延拓信号。因此，镜像延拓信号在x轴上持续的时间长度将是原始心电信号的两倍。在S104中，将所述镜像延拓信号输入所述第一滤波器后，执行双重双边滤波，以得到不包含工频噪声的第一滤波信号。作为本专利技术的一个实施例，所述双重双向滤波表示需要执行两次双向滤波动作。如图3所示，S104具体为：在S301中，将所述镜像延拓信号输入所述第一滤波器后，执行正向滤波，得到第一正向滤波信号。本实施例中，对镜像延拓信号执行正向滤波，可看做是将该信号从左至右，即正向传输至第一滤波器所在的滤波电路中，依照时间顺序，由该第一滤波电路来对镜像延拓信号执行逐步滤波，从而将滤除后得到的信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种心电信号的降噪方法，其特征在于，包括：根据预设的参数值，对第一滤波器进行初始化处理；获取心电信号；构建所述心电信号的镜像延拓信号；将所述镜像延拓信号输入所述第一滤波器后，执行双重双边滤波，以得到不包含工频噪声的第一滤波信号。

【技术特征摘要】
1.一种心电信号的降噪方法，其特征在于，包括：根据预设的参数值，对第一滤波器进行初始化处理；获取心电信号；构建所述心电信号的镜像延拓信号；将所述镜像延拓信号输入所述第一滤波器后，执行双重双边滤波，以得到不包含工频噪声的第一滤波信号。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的参数值，对第一滤波器进行初始化处理包括：获取关于所述心电信号的采样率；获取预设的陷波频率以及第一阻带宽度；根据所述采样率、所述陷波频率以及所述第一阻带宽度，计算原始滤波器中的各个参数，得到所述第一滤波器；其中，所述原始滤波器为：fs为所述采样率，f0为所述陷波频率，Δf为所述第一阻带宽度。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取预设的第二阻带宽度以及第三阻带宽度；根据所述采样率、所述陷波频率、所述第二阻带宽度以及所述第三阻带宽度，分别计算所述原始滤波器中的各个参数，以获得第二滤波器以及第三滤波器；将所述第一滤波信号输入所述第二滤波器后，执行所述双重双边滤波，以得到第二滤波信号，所述第二滤波信号包括有效信号分量以及残余分量；将所述第二滤波信号中的残余分量输入所述第三滤波器后，执行所述双重双边滤波，以得到第三滤波信号。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述镜像延拓信号输入所述第一滤波器后，执行双重双边滤波，以得到不包含工频噪声的第一滤波信号包括：将所述镜像延拓信号输入所述第一滤波器后，执行正向滤波，得到第一正向滤波信号；对所述第一正向滤波信号执行反向滤波，得到第一反向滤波信号；将所述第一反向滤波信号迭代输入所述第一滤波器，执行所述正向滤波，获取第二正向滤波信号；对所述第二正向滤波信号执行所述反向滤波，得到所述不包含工频噪声的第一滤波信号。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述第一滤波信号中残余分量的振环噪声进行定位，所述残余分量中包含有多个心跳脉冲信号；根据所述定位，获取每个所述心跳脉冲信号中未被所述振环噪声所污染的一端的系数；当所述系数大于预设的阈值时，从所述残余分量中滤除所述系数对应的所述心跳脉冲信号。6.一种心电信号的降噪装置，其特征在于，包括：初始化单元，用于根据预设的参数值，对第一滤波器进行初始化处理；第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：包磊，
申请(专利权)人：包磊，
类型：发明
国别省市：广东,44