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基于改进ICEEMDAN的肌电干扰去除算法

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重庆邮电大学学报:自然科学版 2023年第5期35卷 888-897页

作者：李国权朱双青黄正文庞宇重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室重庆400065

肌电干扰使心电信号产生细小波纹,频率分布范围宽广,严重影响心电图的准确性,不利于病情诊断。针对心电信号中肌电干扰去除效果不好的问题,提出基于改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode de... 详细信息

肌电干扰使心电信号产生细小波纹,频率分布范围宽广,严重影响心电图的准确性,不利于病情诊断。针对心电信号中肌电干扰去除效果不好的问题,提出基于改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,ICEEMDAN)的心电信号肌电干扰去除方法。对含有肌电干扰的心电信号进行ICEEMDAN自适应分解,得到一系列频率由高到低的模态分量,并计算每组分量样本熵,选择合适的分量进行提升小波阈值去噪,进而重构去噪处理后的分量和未经处理的分量完成去噪过程。选取MIT-BIH数据库提供的心电信号作为原始心电信号,仿真结果表明,该方法在不同信噪比肌电干扰下,去噪效果较好,尤其在20 dB肌电干扰下,能够显著提高信噪比,降低均方根误差且能比较完整地保留有效信号。

关键词：心电信号肌电干扰改进的自适应噪声完备集合经验模态分解提升小波阈值

基于小波改进阈值的肌电干扰降噪研究与效果评估

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电子测量技术 2021年第22期44卷 80-86页

作者：杨承金聂春燕王慧宇阮新磊长春大学电子信息工程学院长春130022

肌电干扰是心电信号采集过程由于肌肉的轻微颤动引起的噪声干扰,因此需要对采集到的心电信号进一步的去噪。针对传统小波阈值去噪算法对心电信号去噪后存在信号震荡与失真问题,提出一种含有两个动态参数的改进小波阈值函数,通过动态参... 详细信息

肌电干扰是心电信号采集过程由于肌肉的轻微颤动引起的噪声干扰,因此需要对采集到的心电信号进一步的去噪。针对传统小波阈值去噪算法对心电信号去噪后存在信号震荡与失真问题,提出一种含有两个动态参数的改进小波阈值函数,通过动态参数可以对改进阈值函数进行整体和局部的调节,从而达到可以对不同程度的噪声进行去噪的目的。为了验证新阈值函数的去噪效果,采用信噪比、均方差和心电信号的时频域特征3种评估指标,对改进的阈值函数和传统的肌电干扰去噪算法进行去噪效果的比较。研究结果表明,改进的阈值函数对心电信号去噪后的特征波形保存较好,克服了软、硬阈值函数的缺点,去噪后在平滑性和保真性方面表现良好。与传统肌电干扰去噪算法相比,对轻微噪声和严重噪声去噪后信噪比分别为38.7948和36.7212,均方差分别为0.0013和0.0018,去噪评估结果最好。

关键词：心电信号肌电干扰小波变换阈值函数去噪

心电信号肌电干扰的去除与特征点检测算法的研究

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心电信号肌电干扰的去除与特征点检测算法的研究

作者：王晓花长沙理工大学

学位级别：硕士

心脏疾病无时不危害着人类的健康,甚至生命,因此对心电(ECG)信号自动分析系统的研究具有很高的临床价值,同时也是国内外学者的研究热点。实际检测到的ECG信号很容易被各种类型的干扰信号影响,进一步影响对信号的分析处理。本文主要对肌... 详细信息

心脏疾病无时不危害着人类的健康,甚至生命,因此对心电(ECG)信号自动分析系统的研究具有很高的临床价值,同时也是国内外学者的研究热点。实际检测到的ECG信号很容易被各种类型的干扰信号影响,进一步影响对信号的分析处理。本文主要对肌电干扰的去除与特征点检测这两个方面分别展开研究。ECG信号是一种比较微弱的信号,频率也较低,在采集的过程中往往被各种噪声干扰,而对ECG信号的消噪处理是检测信号特征点的前提条件,取得的消噪效果直接影响着下一步对信号的检测结果。另外ECG信号中的特征点含有十分重要的生理信息,有着不可估量的学术价值和实际意义。首先,文章对ECG信号的几种常见干扰的来源及类型进行了总结与分析,主要有基线漂移、肌电干扰和工频干扰这三类。简单介绍了小波变换理论,利用小波阈值消噪法来消除基线漂移与工频干扰。在对干扰类型的分析中得出肌电干扰的去除一直是研究的难点,近年来对ECG信号肌电干扰的研究较少,本文针对频率分布较广的肌电干扰做了深入的研究,提出一种结合经验模态分解(EMD)算法与主成分分析(PCA)技术的去噪法来去除ECG信号的肌电干扰,通过对MIT-BIH心率失常数据库中记录的数据进行实验,同时也定性分析了所得的信噪比(SNR)和均方误差(MSE)。结果表明,所提方法整体上优于小波阈值消噪法与EMD消噪算法,解决了导致信号产生震荡和丢失有用信息的难题。通过算法去噪处理后获得较干净的ECG信号。其次,对预处理后的信号进行特征点检测,目前以小波变换最为流行,其核心思想是在某尺度上找寻小波变换模极值对,它们之间的过零点所在的地方就是ECG信号特征点的对应点。由ECG信号的常识可知,QRS特征波的R波在一定区域内幅值、斜率最大以及宽度最广。本文提出一种区域阈值配对算法来检测波形特征点,对ECG信号用二次样条小波基函数和多孔(ATrous)算法进行小波变换求取模极值,用正极大阈值来确定搜索区域,再以这个正极大阈值为起点,这个确定区域为搜索范围,向右侧搜索负极大阈值点,把这两个阈值配对,他们两者间的过零点就是R峰的对应点。以R峰为基准来检测Q波、S波以及QRS特征波的开始点与结束点,此算法能在保持采样信号完整性的基础上精确定位QRS特征波。实验证明,该算法检测出的QRS波的准确率较高,一定程度上降低了计算复杂度,实时性较好。由于幅度小且频率低的P、T波对心血管疾病的诊断分析同样起着至关重要的作用,本文在对信号的QRS特征波准确定位后,削平QRS特征波,在二次样条小波变换的过程中,采用区域阈值配对法来检测P波,然后结合圆弧逼近法,精确定位T波的位置,经过仿真,实验的结果表明:本文所提算法降低了采样信号的误检率,抬高了检测的灵敏度和准确率。最后,概括文章研究的主要内容,包括结合EMD算法与PCA技术来去除肌电干扰和区域阈值法来检测ECG信号特征点,其中优化主成分分量的选取阈值和构造新的小波基函数是下一步的工作重点。

关键词：心电信号肌电干扰多孔算法主成分分析 MIT-BIH心率失常数据库

同方学位论文库评论

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心电信号检测中滤除肌电干扰的方法

电子科技 2014年第2期27卷 66-67,70页

作者：李宏恩长治医学院生物医学工程系山西长治046000

心电信号检测是医生诊断治疗心血管疾病的重要辅助手段,但由于心电信号检测实际条件不理想,心电信号中常混有各种干扰信号,常见有肌电干扰、基线漂移和工频干扰。文中针对肌电干扰,采用数字滤波方法进行了去除噪声的滤波器设计。并通过... 详细信息

心电信号检测是医生诊断治疗心血管疾病的重要辅助手段,但由于心电信号检测实际条件不理想,心电信号中常混有各种干扰信号,常见有肌电干扰、基线漂移和工频干扰。文中针对肌电干扰,采用数字滤波方法进行了去除噪声的滤波器设计。并通过对心电图信号滤波器的设计,不仅提高了ECG信号滤波器的去噪效果,且提高了工作效率。

关键词：心电信号肌电干扰高频干扰滤波器 Matlab

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一种ECG信号肌电干扰去除方法的研究

智能计算机与应用 2015年第1期5卷 59-62页

作者：王晓花徐学军何秋娅长沙理工大学计算机与通信工程学院长沙410114

实测心电(ECG)信号通常被多种因素干扰,尤其是肌电干扰的去除存在较大困难。本文提出一种结合经验模态分解法(EMD)与主成分分析(PCA)的消噪算法来去除ECG信号的肌电干扰。解决了通常采用小波算法和EMD等方法会导致ECG信号产生振荡和丢... 详细信息

实测心电(ECG)信号通常被多种因素干扰,尤其是肌电干扰的去除存在较大困难。本文提出一种结合经验模态分解法(EMD)与主成分分析(PCA)的消噪算法来去除ECG信号的肌电干扰。解决了通常采用小波算法和EMD等方法会导致ECG信号产生振荡和丢失有用信息的难题。本研究利用PCA对含噪信号经EMD分解后的内蕴模态函数(IMF)进行去噪处理,通过对MIT-BIH心电数据进行仿真,以及定性分析了信噪比(SNR)和均方误差(MSE)。结果表明,ECG信号中的肌电干扰被有效去除,所提方法的消噪效果整体上优于小波去噪算法和EMD消噪算法,是一种有效的消噪方法。

关键词：心电信号主成分分析经验模态分解去噪肌电干扰