[发明专利]一种基于单层形态学滤除基线漂移的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种基于单层形态学滤除基线漂移的方法和系统。

背景技术

在医学检测领域，通过生物传感器采集来的心电信号中包含各种各样的噪声，主要有肌电干扰、基线漂移和工频干扰等，这些噪声会对基于采样信号的特征提取的准确度造成很大的影响，其中基线漂移是有被测对象的呼吸和电极移动等低频干扰所引起的，在实际测量中，由于基线漂移的存在心电信号会偏离正常的基线位置，出现上下缓慢波动变化的现象，对心电信号中的低频有用成分——QRS波群信号的检测造成严重干扰，需要将其滤除。

传统的基线漂移去除方法主要有自适应滤波法、卡尔曼滤波法和小波变换法等。上述的方法均存在运算量较大、去除效果不佳、不能有效提高心电信号检测正确率等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于单层形态学滤除基线漂移的方法和系统，计算量小，滤波效果好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提出一种基于单层形态学滤除基线漂移的方法，包括：

获取原始信号X1；

采用结构元素对所述原始信号进行开运算到信号X2；

对信号X2进行闭运算得到滤除了QRS信号的噪声信号X3；

用所述原始信号X1减去噪声信号X3得到所述QRS信号。

其中，所述原始信号为滤除了肌电干扰的心电信号。

其中，所述结构元素为：三角结构元素k。

其中，所述三角结构元素k＝[0,2/3,4/3,2,4/3,2/3,0]。

第二方面，本发明提出一种基于单层形态学滤除基线漂移的系统，包括：

获取单元，用于获取原始信号X1；

开运算单元，用于采用结构元素对所述原始信号进行开运算到信号X2；

闭运算单元，用于对信号X2进行闭运算得到滤除了QRS信号的噪声信号X3；

计算单元，用于用所述原始信号X1减去噪声信号X3得到所述QRS信号。

其中，还包括：

结构元素设置单元，用于设置所述结构元素，所述结构元素为：三角结构元素k。

其中，所述三角结构元素k＝[0,2/3,4/3,2,4/3,2/3,0]。

第三方面，本发明提出一种监测人体生理参数的可穿戴式设备，包括根据权利要求5至7任意一项所述的系统。

第四方面，本发明提出一种监测人体生理参数的医疗设备，包括根据权利要求5至7任意一项所述的系统。

本发明给出的技术方案带来的有益效果为：

本发明一种基于单层形态学滤除基线漂移的方法和系统，包括：获取原始信号X1，采用结构元素对所述原始信号进行开运算到信号X2，对信号X2进行闭运算得到滤除了QRS信号的噪声信号X3，用所述原始信号X1减去噪声信号X3得到所述QRS信号；本方案采用结构元素通过单层形态学滤波算法滤除心电信号中的基线漂移，计算量小，滤波器效果好。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的基于单层形态学滤除基线漂移的方法第一个实施例的方法流程图。

图2是本发明具体实施方式提供的基于单层形态学滤除基线漂移的方法第二个实施例的方法流程图。

图3是本发明具体实施方式提供的基于单层形态学滤除基线漂移的系统的结构方框程图。

图4是本发明具体实施方式提供的采用基于单层形态学滤除基线漂移的方法得到的滤波效果对比图。

图5是本发明具体实施方式提供的基于双层形态学采用两个结构元素滤除基线漂移的方法得到的滤波效果对比图。

具体实施方式

下面结合附图并通过附图进一步说明本发明的技术方案。

参见图1，图1是本发明具体实施方式提供的基于单层形态学滤除基线漂移的方法第一个实施例的方法流程图。

在第一实施例中，该方法包括：

S101，获取原始信号X1；

获取原始信号，该原始信号可以为存在基线干扰的信号的非平稳的随机信号，优选的，该原始信号为滤除了肌电干扰的包含基线漂移和QRS信号的心电信号，在心电信号中，QRS信号是最主要的特征波形，QRS信号的波形特征较恒定，其形状类似三角形。

S102，采用结构元素对所述原始信号进行开运算到信号X2；