[發明專利]一種基于ESMD方法的心電信號降噪方法

有效

• 申請號: 201510464674.1
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN105125204B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 張旭明;李永帥;陳宗周;張靖陽;任金霞;李想;周歡;丁明躍
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 梁鵬

1.一種基于ESMD方法的心電信號降噪方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)采用極點對稱模態分解算法ESMD對含有噪聲的原始心電信號進行分解，得到分解后的一系列本征模態函數IMF、一個殘差項R及各階IMF分量的瞬時頻率；

(2)對各階IMF進行信號門限控制，即對不同IMF分量預設門限值，隨著階次增加，所述門限值減半，依次類推直至最高階IMF為止；

(3)對各階IMF分量，若其低于設定的門限，則保留該分量，不對其進行濾波處理，否則對其進行非局部均值濾波，得到各分量對應的降噪信號；

(4)將各階IMF分量降噪處理結果和殘差項R疊加求和，得到心電信號的預處理結果；

(5)對心電信號的預處理結果采用非局部均值濾波方法進行平滑處理，從而最終完成心電信號的降噪處理。

2.如權利要求1所述的心電信號降噪方法，其特征在于：所述步驟(1)的具體步驟如下：

將所述原始心電信號作為第一次的輸入信號S₀；

1)找到本次輸入心電信號S的所有局部極值點E，用線段連接所有相鄰的極值點，并標出它們的中點M_i(1≤i≤n-1)，在中點集合的左右兩邊各加一個邊界點M₀、M_n，分別對奇數中點和偶數中點構造插值曲線L，并計算這兩條插值曲線的均值L^*，使用S-L^*代替S重復上述操作，直到L^*的值小于某一個允許的誤差值，或者篩選次數達到預設的最大數，將最后一個S-L^*作為第m個本征模態函數IMF_m，其中m從1到n依次取值；

2)用所述原始心電信號與已得到的各階本征模態函數的相減得到的差值作為輸入心電信號，重復上述步驟1)，逐步得到所有的本征模態函數，直到最后的差值擁有不超過一定數目的極點；

3)在一個有限的整數區間內，改變篩選次數K的預設值，然后重復上述兩個步驟，并計算與K值對應的S₀-R的方差σ²以及輸入信號S₀的標準偏差σ₀；

4)對應找出方差比σ²/σ₀最小值時所預設的篩選次數K，并將其作為最佳篩選值，重復上述三個步驟，最終得到與最佳篩選值對應的全部IMF及最后的殘差R。