0
-50 100 200 300 400 500 600 700 小波滤波后信号采样点 800 900 1000
平均滤波 平均滤波器是一种梳妆滤波器，N=10 1/N ,n=0,1,...,N 1 h(n) 0，其他

2 处其幅频特性曲线为0 N
特征波的提取（QRS复合波）
特征波的提出主要包括：R波波峰、qrs起始点、qrs结 束点 基于数学形态学的 基于小波 经典的差分阈值方法：通过差分运算，可将心电信 号中斜率较大的部分(QRS复合波)突显出来。整个算 法可分为三个部分：差分运算、寻找最大值设定阈 值、检测R波。 步骤1：对心电信号 x(n) 进行下式的差分运算计算其 斜率 Y (n)=|1+2+3+4|/4

具体实现步骤： (1)定位R波以后，在其波前80ms（M点）到R波之间 求绝对值最大 的点； (2)然后在区间(M ,Q1 )上求绝对值最大的点；； (3)计算与R的间期，若间期小于QR时限最大值QR_timelimit，并 且x ( Q1 )>y ( Q1 )，则R波前有负向波，以为QRS波的起点，否则， R波前无负向波，以为QRS波起点。 (4)在QRS波起点或附近，小范围内搜索斜率绝对值最小的点作为 QRS波群修正后的起点。
心电信号预处理以及特征提取
信号与信息处理
张超
指导教师：邱天爽 教授
内容
心电信号自动分析背景
心电信号预处理
特征波提取
心电信号自动分析背景
P波:代表心房除极过程，故P波的异 常代表心房的问题。 PR间期：是P波+PR段 代表心房除极 开始到心室除极，是检测房 KKKKKKKK室传导阻滞的重要参考。 QRS波群：心室除极过程。 ST-T：心室复极全过程。 QT间期：整个心室的活动过程。 心电信号频率范围：0.05-100hz
趋势项幅值
200 100 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 趋势项采样点 3500 4000 4500 5000

中值滤波器
中值滤波后信号幅值
100 0 -100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 中值滤波后信号采样点 4000 4500 5000
150 100 50 0 -50 -100 500 1000 1500 2000 2500 3000 心电信号采样点 3500 4000 4500 5000
中值滤波前信号幅值
中值滤波去除基线漂移结果 250 200 150 100 50 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 中值滤波前信号采样点 4000 4500 5000
平滑滤波前信号幅值
平滑滤波去除基线漂移结果 250 200 150 100 50 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 平滑滤波前信号采样点 4000 4500 5000

平滑滤波器
趋势项幅值
200 150 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 趋势项采样点 3500 4000 4500 5000
k =x(n+k)-x(n-k) k=1,2,3,4
步骤2：对差分信号分段检测最大值，取最大值得平均 值M，设置一定比例作为阈值，再次QRS波峰的阈值 设定为2/5*M 步骤3：对R波的检测中我们需要设定一些列的参数配 合回溯机制如下图所示
QRS边界点的检测
局域变换法 用心电信号减去一段斜率不变的直线，以将心电信号中斜率变 最大的部分凸显出来，然后选取绝对值最大的点为所检测的点其 中y（n）有以下公式计噪声来源 工频干扰：工频干扰是由电力系统引起的一种干扰， 由50hz及其谐波构成的一种干扰，幅值约为ECG（心 电信号）的50% 基线漂移：呼吸引起的，源于被测对象在测试过程 中呼吸时电极和人体皮肤间的阻抗、仪器放大的热 噪声等干扰引起的，频率大约在0.15-0.3hz。呼吸 时ECG的幅值有15%的变化。 肌电干扰：来源于人体的肌肉颤抖，肌电干扰产生 毫伏级的电势。可视为瞬间发生的高斯零均值带限 噪声。
作业
选择一种预处理方式对给定的心电信号进行预处理 提取R波波峰以及QRS起始点和终止点 给出心电信号为mit-bih 心律失常数据库中的数据采 样率为360hz

谢谢大家!
50 0 -50 100 200 300 400 500 600 700 平均滤波前信号采样点 800 900 1000

小波去噪
-50 100 200 300 400 500 600 700 小波滤波前信号采样点 800 900 1000
小波滤波后信号幅值
平均滤波后信号幅值
50
20 0 -20 -40 100 200 300 400 500 600 700 平均滤波后信号采样点 800 900 1000
几种去噪方法
基线漂移

FIR高通滤波器 将肌电干扰、工频干扰一起看作为高频噪声通过高 通滤波器进行滤除，其频率范围在40-100hz。这里 可以通过maltab工具箱中ftatool设计FIR滤波器。
FIR高 通 滤 波 器 去 除 基 线 漂 移 结 果 350 300 250 200
心电信号幅值
平滑滤波后信号幅值
50 0 -50 -100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 平滑滤波后信号采样点 4000 4500 5000
小波滤波器去除高频噪声结果
平均滤波器去除高频噪声结果
小波滤波前信号幅值
50 0
平均滤波前信号幅值
噪声干扰（工频干扰、肌电干扰 40-100HZ）