[發明專利]一種心電信號除噪方法及系統

在審

• 申請號: 201610286732.0
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN107341769A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 陳嵐;黃茂城;呂超
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種心電信號除噪方法，其特征在于，包括：

根據心電信號所含至少一類型噪聲的頻段特征，對所采集的心電信號進行小波分解，得到各尺度空間對應的分解系數，所述尺度空間的層數與所述至少一類型噪聲的頻段特征相應；

在各類型噪聲相應的尺度空間下，對相應的分解系數進行處理，得到處理后的各尺度空間對應的分解系數，以去除噪聲分量，得到有效信號分量；

根據所述處理后的各尺度空間對應的分解系數，進行小波逆變換重構，得到除噪后的有效心電信號。

2.根據權利要求1所述的心電信號除噪方法，其特征在于，所述根據心電信號所含至少一類型噪聲的頻段特征，對所采集的心電信號進行小波分解，得到各尺度空間對應的分解系數包括：

對基本小波進行伸縮和平移處理，得到小波函數；

根據所述小波函數對所采集的心電信號進行一維小波變換，得到一維小波變換后信號；

對一維小波變換后信號進行離散化處理，得到離散小波變換后信號；

根據所述至少一類型噪聲的頻段特征所確定的分解層數，以緊支撐正交對稱小波基對所述離散小波變換后信號進行小波分解，得到各尺度空間對應的小波分解系數，和最高尺度空間對應的尺度分解系數；其中，所述分解層數與所述尺度空間的層數一致。

3.根據權利要求2所述的心電信號除噪方法，其特征在于，所述對基本小波進行伸縮和平移處理，得到小波函數包括：

根據尺度因子a和平移因子b對基本小波ψ(t)進行伸縮和平移，得到小波函數ψ_a,b(t)，其中t為時間；

所述根據所述小波函數對所采集的心電信號進行一維小波變換，得到一維小波變換后信號包括：

根據公式利用ψ_a,b(t)對所采集的心電信號e(t)進行一維小波變換，得到一維小波變換后信號W_e(a,b)；

所述對一維小波變換后信號進行離散化處理，得到離散小波變換后信號包括：

根據公式將尺度因子a和平移因子b離散化，得到離散小波變換后信號W_e(a,b)’，其中，j和k為尺度因子a和平移因子b的離散化參數，a₀為初始的a值，b₀為初始的b值。

4.根據權利要求1-3任一項所述的心電信號除噪方法，其特征在于，所述在各類型噪聲相應的尺度空間下，對相應的分解系數進行處理，得到處理后的各尺度空間對應的分解系數包括：

在基線漂移類型的噪聲對應的尺度空間下，將相應的小波分解系數和尺度分解系數置零；

在工頻干擾類型的噪聲對應的尺度空間下，利用通用閾值和硬閾值函數對相應的小波分解系數進行處理，得到工頻干擾類型的噪聲對應的尺度空間下，處理后的小波分解系數；

在肌電干擾類型的噪聲對應的尺度空間下，利用通用閾值和軟硬折中閾值函數對相應的小波分解系數進行處理，得到肌電干擾類型的噪聲對應的尺度空間下，處理后的小波分解系數；

利用自適應閾值和軟閾值函數，對剩余各尺度空間下的小波分解系數進行處理，得到處理后的剩余各尺度空間下的小波分解系數。

5.根據權利要求4所述的心電信號除噪方法，其特征在于，所述尺度空間的層數為8層，第一層尺度空間對應的小波分解系數為d_1,k，第二層尺度空間對應的小波分解系數為d_2,k，第三層尺度空間對應的小波分解系數為d_3,k，第四層尺度空間對應的小波分解系數為d_4,k，第五層尺度空間對應的小波分解系數為d_5,k，第六層尺度空間對應的小波分解系數為d_6,k，第七層尺度空間對應的小波分解系數為d_7,k，第八層尺度空間對應的小波分解系數為d_8,k；最高尺度空間對應的尺度分解系數為a₈。

6.根據權利要求5所述的心電信號除噪方法，其特征在于，所述在基線漂移類型的噪聲對應的尺度空間下，將相應的小波分解系數和尺度分解系數置零包括：

根據基線漂移類型的噪聲的頻段特征，在基線漂移類型的噪聲對應的第八層尺度空間下，將第八層尺度空間對應的小波分解系數d_8,k和尺度分解系數a₈置零。