[发明专利]一种心电信号除噪方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，更具体地说，涉及一种心电信号除噪方法及系统。

背景技术

心电信号是人体产生的重要生物信号，在临床预防和诊治心血管疾病方面，往往需要采集心电信号并通过心电图(ECG)记录。心电信号在采集的过程中，由于人体、采集环境、采集仪器等因素的影响，所采集的心电信号往往会存在工频干扰、肌电干扰、基线漂移等噪声，而这些噪声会与有效心电信号重叠，给有效心电信号的特征分析造成困难，因此对所采集的心电信号进行除噪，得到有效心电信号显得尤为必要。

目前心电信号的除噪方式主要是根据各种噪声的特定频段设计对应的滤波器，通过各种噪声对应的滤波器从采集的心电信号中滤除各种噪声；然而，本发明的发明人发现，所采集的心电信号中噪声与有效心电信号的频谱往往会存在相重叠的情况，采用滤波器从采集的心电信号中滤除对应噪声时，往往会额外的消除掉部分的有效心电信号，使得有效心电信号的特征受到破坏，不利于后续对有效心电信号的特征进行分析；因此如何提供一种新的心电信号除噪方法，以在除噪的过程中，较完整的保留有效心电信号的特征，成为了本领域技术人员的需要考虑的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种心电信号除噪方法及系统，以在除噪的过程中，较完整的保留有效心电信号的特征。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种心电信号除噪方法，包括：

根据心电信号所含至少一类型噪声的频段特征，对所采集的心电信号进行小波分解，得到各尺度空间对应的分解系数，所述尺度空间的层数与所述至少一类型噪声的频段特征相应；

在各类型噪声相应的尺度空间下，对相应的分解系数进行处理，得到处理后的各尺度空间对应的分解系数，以去除噪声分量，得到有效信号分量；

根据所述处理后的各尺度空间对应的分解系数，进行小波逆变换重构，得到除噪后的有效心电信号。

可选的，所述根据心电信号所含至少一类型噪声的频段特征，对所采集的心电信号进行小波分解，得到各尺度空间对应的分解系数包括：

对基本小波进行伸缩和平移处理，得到小波函数；

根据所述小波函数对所采集的心电信号进行一维小波变换，得到一维小波变换后信号；

对一维小波变换后信号进行离散化处理，得到离散小波变换后信号；

根据所述至少一类型噪声的频段特征所确定的分解层数，以紧支撑正交对称小波基对所述离散小波变换后信号进行小波分解，得到各尺度空间对应的小波分解系数，和最高尺度空间对应的尺度分解系数；其中，所述分解层数与所述尺度空间的层数一致。

可选的，所述对基本小波进行伸缩和平移处理，得到小波函数包括：

根据尺度因子a和平移因子b对基本小波ψ(t)进行伸缩和平移，得到小波函数其中t为时间；

所述根据所述小波函数对所采集的心电信号进行一维小波变换，得到一维小波变换后信号包括：

根据公式利用ψ_a,b(t)对所采集的心电信号e(t)进行一维小波变换，得到一维小波变换后信号W_e(a,b)；

所述对一维小波变换后信号进行离散化处理，得到离散小波变换后信号包括：

根据公式将尺度因子a和平移因子b离散化，得到离散小波变换后信号W_e(a,b)’，其中，j和k为尺度因子a和平移因子b的离散化参数，a₀为初始的a值，b₀为初始的b值。

可选的，所述在各类型噪声相应的尺度空间下，对相应的分解系数进行处理，得到处理后的各尺度空间对应的分解系数包括：

在基线漂移类型的噪声对应的尺度空间下，将相应的小波分解系数和尺度分解系数置零；

在工频干扰类型的噪声对应的尺度空间下，利用通用阈值和硬阈值函数对相应的小波分解系数进行处理，得到工频干扰类型的噪声对应的尺度空间下，处理后的小波分解系数；

在肌电干扰类型的噪声对应的尺度空间下，利用通用阈值和软硬折中阈值函数对相应的小波分解系数进行处理，得到肌电干扰类型的噪声对应的尺度空间下，处理后的小波分解系数；

利用自适应阈值和软阈值函数，对剩余各尺度空间下的小波分解系数进行处理，得到处理后的剩余各尺度空间下的小波分解系数。