基于心电信号提取呼吸信号的算法

为了通过心电监护完成对多种生理信号的检测, 降低监护设备的复杂性, 根据呼吸运动对心电信号的影响, 提出一种由心电信号提取呼吸信息(EDR: ECG-Derived Respiratory Signal) 的算法。首先, 根据Pan&Tompkins 算法从心电信号中提取R 波; 然后使用自然三次样条插值算法对心电信号的基线进行估计, 去除基线漂移, 得到干净的心电信号; 最后获取干净的心电信号R 波, 利用自然样条插值算法得到R 波幅值调制信号, 提取出呼吸信息。通过Matlab 软件对该算法进行验证, 并进行相关的分析比较。仿真结果表明, 该算法能从心电信号里提取呼吸信息。通过与数据库中同时记录的呼吸数据进行比对, 证实了算法的有效性。     

一种基于体震信号的快速ICA胎儿心搏信号提取方法

常规胎儿心搏检测方法为胎儿心电信号检测,针对其需要在母体体表粘附多个电极,对检测环境和受试者的状态要求较高等问题,提出一种应用快速独立分量分析算法提取胎儿心搏信号的方法.该方法利用体震信号无需在体表安装电极的非接触检测优势,通过对母体体震信号主成分的分析,获取胎儿心搏成分分量,更适用于日常家庭无感监测的要求.通过采集45组母体体震信号及同步胎儿心电信号,验证算法的准确率为91.3%.     

心电信号采集及小波分析处理系统设计

心电信号作为人体的一种重要的生理信号,反映着人体的健康状况。自行设计并制作心电信号采集、放大、抗混叠滤波等电路,得到满足数据采集卡USB-6008要求的模拟心电信号,并对模拟心电信号进行A/D(模/数)转换,得到数字形式的心电信号。利用虚拟仪器开发平台LabVIEW 2009对数字心电信号进行多分辨率分析(小波分析),得到心电信号在各分辨率空间的组成成分,并从中选择体现心电信号特点的成分重新构建心电信号,实现对心电信号进行小波滤波的目的,最终在PC机上获得效果良好的心电图。该研究通过有限的资金投入,将家用电脑拓展为心电监测仪器。     

基于多尺度小波变换的心电信号消噪

心电信号的消噪一直是人们关注的焦点,至今为止已经有许多论著针对心电信号的处理提出了不同的算法。本文以多尺度小波变换为理论背景,根据信号与噪声在小波变换下的不同特性,提出了一种阈值法和模极大值法相结合的小波消噪新算法。临床试验表明,该算法对心电信号的消噪具有良好的效果。     

心电信号采集及小波分析处理系统设计简

心电信号作为人体的一种重要的生理信号,反映着人体的健康状况.自行设计并制作心电信号采集、放大、抗混叠滤波等电路,得到满足数据采集卡USB-6008要求的模拟心电信号,并对模拟心电信号进行A/D（模/数）转换,得到数字形式的心电信号.利用虚拟仪器开发平台LabVIEW 2009对数字心电信号进行多分辨率分析（小波分析）,得到心电信号在各分辨率空间的组成成分,并从中选择体现心电信号特点的成分重新构建心电信号,实现对心电信号进行小波滤波的目的,最终在PC机上获得效果良好的心电图.该研究通过有限的资金投入,将家用电脑拓展为心电监测仪器.     

基于形态学和提升小波的心电信号去噪方法研究

心电信号是一种典型的微弱信号,含有大量噪声,还具有强烈的非线性和非平稳性.针对传统小波计算量大,很难同时将心电信号中高频和低频噪声去除的问题,提出一种结合形态学与提升小波阈值去噪的算法,通过形态学滤波器去除信号的低频噪声,提升小波阈值去噪法去除信号中的高频噪声.经过对MIT-BIH心律失常数据库中的心电信号进行仿真,结果表明,结合形态学算法与提升小波去噪算法的去噪方法,能同时有效去除信号中的低频和高频噪声,提高了心电信号的质量.     

基于心电信号的心脏疾病诊断实践

介绍了基于心电信号的滤波去噪算法以及基于心电信号的疾病诊断模型,通过对心电信号的滤波去噪等多种数学算法的研究比较,得到了关于心脏疾病与心电信号的相关性状态转换机制模型,为心电图疾病诊断研究奠定了基础。     

一种利用单通道母体腹部心电信号 提取胎儿心电信号的新技术

针对母体腹部混合心电信号中胎儿心电信号微弱、包含诸多噪声,难以清晰提取的问题,本文提出了一种基于奇异值分解(SVD)、平滑窗(SW)技术和最小二乘支持向量机(LSSVM)的胎儿心电提取新方法.首先,利用SVD从单通道母体腹部心电信号中重构分解矩阵,估计出母体心电参考信号,并利用SW方法对估计出的母体心电参考信号进行平滑处理;然后,利用LSSVM建立非线性估计模型,通过该模型和平滑后的母体心电参考信号估计出腹部信号中的母体心电成分,并采用布谷鸟搜索算法(CS)优化LSSVM的超参数;最后,将腹部混合信号与CS-LSSVM模型估计出的母体心电成分相减,即可获得初步胎儿心电信号,为了进一步消除干扰,对初步获取的胎儿心电信号再进行SW-SVD操作,从而获得较为清晰的胎儿心电信号.采用Daisy数据集进行实验,结果表明,本文所提出的方法在可视化对比分析和四个统计评价指标上均优于其他三种经典方法,可从腹部混合信号中提取出更清晰的胎儿心电信号.     

心电信号小波分析

心电信号是一种非平稳并具有很多奇异点的微弱信号。小波变换中的模极大值消噪法具有非线性及自适应性,小波的这种特性对于类似于心电信号这种非平稳微弱信号是十分适用的。针对传统的消噪方法在处理心电信号时的局限性,研究了小波变换的时-频局部化特性及基于多分辨率分析的信号小波分解和重构算法———Mallat算法。采用小波分析的模极大值法实现对QRS波R峰值点的检测,以及对心电信号的消噪处理。通过试验研究可知,运用小波进行QRS波检测,QRS波的识别率高达99.9%,经过消噪重构后的心电信号信噪比较原始信号有较大提高。     

心电信号自动检测的小波变换方法

将小波变换方法应用于心电信号的自动分析,分别用一次微分小波和二次微分小波构造了两个具体的算法,对实际心电信号的分析表明,算法的QRS波的检出率达到99．6％以上,可以满足实际应用的要求。     

在Matlab中用小波分析实现心电信号去噪

本文描述了通过bior3.5小波变换按照Mallat的快速算法对含有干扰的心电信号进行9尺度分解;通过使用硬阈值和软阈值方法获取默认阈值和使用Stein无偏似然估计阈值进行阈值量化,去除噪声成分;最后根据小波分解的最底层低频系数和各层高频系数进行一维小波重构,从而得到去除噪声的心电信号。     

基于小波的ECG信号噪声消除

人体心电信号在采集过程中掺杂着各种噪声信号。因而提出利用一种非线性的消噪方法，根据心电信号与噪声奇异点在小波变换下不同性质进行滤波。给出了具体的算法和试验结果。理论分析和实验表明，这种方法在改善信噪比同时又能保持相当主的时间分辨率，而且特别适合时变信号和突变信号的消噪。     

基于语音信号与心电信号的多模态情感识别

通过采集与分析语音信号和心电信号,研究了相应的情感特征与融合算法.首先,通过噪声刺激和观看影视片段的方式分别诱发烦躁情感和喜悦情感,并采集了相应情感状态下的语音信号和心电信号.然后,提取韵律、音质特征和心率变异性特征分别作为语音信号和心电信号的情感特征.最后,利用加权融合和特征空间变换的方法分别对判决层和特征层进行融合,并比较了这2种融合算法在语音信号与心电信号融合情感识别中的性能.实验结果表明:在相同测试条件下,基于心电信号和基于语音信号的单模态情感分类器获得的平均识别率分别为71%和80%;通过特征层融合,多模态分类器的识别率则达到90%以上;特征层融合算法的平均识别率高于判决层融合算法.因此,依据语音信号、心电信号等不同来源的情感特征可以构建出可靠的情感识别系统.     

基于抽气过程的FastICA算法去除肌电信号中的心电干扰

提取受试者的体表肌电受其自身心电信号的干扰严重,本文利用一种基于FastICA算法的改进盲抽取方法去除体表肌电中的心电干扰,并有序的输出分离后的心电和肌电分量。对仿真信号处理结果表明,运用该方法避免了独立分量(ICA)方法中固有的位置不确定性,并能够成功的分离源信号。     

由心电信号提取呼吸信息的算法及其仿真实现

为了使单纯的心电监护设备实现对多种生理信号的检测,减小设备的复杂性,根据心跳频率和呼吸频率处在不同的频段．提出2种由心电信号提取呼吸信息（ECG—derivedrespiratorysignal,EDR）的算法：离散傅里叶变换EDR算法和离散小渡变换EDR算法．利用MATLAB软件在时域和频域分别对这2种算法进行验证,并进行了相关分析比较．经过筛选比较．离散小波变换EDR算法选用coifN小波作为母小波．仿真结果表明,文中所提出的2种算法均能有效地从心电信号中提取出呼吸信息,但离散小波变换EDR算法的准确性与母小波的选取有很大关系．当选取coif3小波时．离散小波变换EDR算法比离散傅立叶变换EDR算法更为有效．     

基于平稳小波变换的心电信号P、T波检测算法

QRS波群与P、T波均是心电信号的重要组成部分,其准确检测与分析对心血管疾病的诊断起着至关重要的作用.由于P、T波幅度小且频率低、形态多样,对其准确定位与识别一直是心电信号处理中的难题.针对此问题,提出一种基于平稳小波变换的P、T波检测算法,经降频后在22尺度的细节系数上检测得到P、T波的特征参数.运用MATLAB的仿真环境,对MIT-BIH数据库中的ECG信号进行算法的波形检测实验验证.实验结果表明,该算法对心电信号中P、T波的检测取得了满意的效果.     

典型ICA算法在盲源分离中的实现

独立成分分析在神经网络、高级统计学和信号处理等研究领域具有广阔的工程应用前景。文章介绍三种典型的独立成分分析算法,即Infomax算法、Extended-ICA算法和Fast-ICA算法的原理,通过三种算法对三路随机混合信号进行的分离实验,说明了ICA算法在盲源分离技术中的应用与实现,并对三种算法的分离性能进行了对比和分析。     

一种从母体腹部电极心电信号中检测胎心R波的算法

母体腹部电极心电法通过放置在孕妇腹部的电极片无创检测胎儿心电信号.但腹部无创检测采集的是包含胎儿心电、母体心电及噪声的混合信号,且母体心电信号的幅值远大于胎心信号.基于此问题,提出从母体腹部心电信号中检测胎儿R波的高效算法.该算法避免对腹部信号建立复杂的模型,通过最小化误差函数,自适应地滤除母亲心电信号的波形,以获得较清晰的胎儿心电波形.再经过基于聚类的胎儿R波尖峰检测以及精筛选的步骤,获得正确的胎儿R波尖峰.该算法使用PhysioNet Challenge 2013的腹部心电数据集Set-a进行测试.测试结果中,胎儿R波尖峰提取的平均灵敏度为88%,平均阳性检测率为88%.由于不涉及复杂的计算,该算法运行时间短,效率高,处理持续时长为60s的腹部信号平均用时2.64s,很适合用于可穿戴设备中心电信号的实时检测.     

小波分析在心电信号中的应用

本文在MATLAB环境下用小波函数对心电信号进行滤波,通过采用小波滤波的方法,可以使心电信号中的有用成分和噪声信号能量在不同的频段分布,达到很好的滤波效果,从而提高了心电信号的可读性。     

基于LMS改进算法的自适应滤波器在胎儿心电监测中的应用

从母体心电与胎儿心电的特点出发，提出了LMS算法的一种改进方法，设计了自适应滤波器消除母体心电对胎儿心电干扰的一种新型实现方法，分析了系统结构，并且在QRS渡变化较快时采用LSL方法以解决LMS算法收敛速度较慢在QRS波不适合采用LMS算法的问题，使自适应滤波器在消除母亲心电对胎儿心电干扰方面得到最佳效果，并进行计算机结果仿真对比