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1、心电信号与小波消噪研究与应用 作者： 日期：2 I *本科毕业设计（论文）题 目 心电信号与小波消噪研究与应用 姓 名 * 专 业 10 电子科学与技术 学 号 * 指导教师 * 电气工程学院 二一四年05月07日心电信号小波消噪研究与应用目录 摘要IIIAbstractII1 绪论11.1 引言21.2 心电图概述32 小波变换理论的基础92.1 连续小波点换简介.92.2 离散二进制小波变换简介.132.3 多分辨分析与Mallat快速算法.14 2.4 小波基函数的特性.153MATLAB简介163.1Matlab算法163.2Matlab工具173.3本章小结183.4小波分析方法16
2、4仿真与调试194.1 仿真与调试204.2结论23结 论24展望与结论25 参考文献. 26致谢27附录28小波变换的心电信号 摘 要 心脏病是危害人类健康的一大常见疾病，对其防治和诊断技术的研究具有十分重要的意义。而ECG是为心脏病诊断的一个重要依据，是研究焦点在心脏病诊断领域。在根据对生物医学信号处理的广泛的分析的这篇文章上国内外，为在ECG信号处理的现有的缺乏，根据小波“的精选在ECG”这个主题信号处理技术变换。由于有小波变革的好定期频率地方化特征、小波分析理论和方法在信号处理，图象处理和其他区域越来越用途广泛。这种研究工作在ECG被处理使用小波变换理论。主要内容如下： 首先，介绍基本
3、的理论，并且小波变换传统坚硬阈值化， denoising软门限的原则。为了克服门限denoising在过程中导致的ECG假吉布斯现象，我们使用根据小波变换和门限denoising的方法的翻译不变式联合解决问题。根据哪些心脏针对噪音的信号减少方法，即，首先在除频率干涉之外的能适应的陷波滤波器和门限法律和违反与平底锅的法律不是以前的改革，并且撤除、电干扰和基础线在MIT/BIH心率失常数据库在心脏漫步，使用这个方法的电为仿效，并且检验，结果表明方法有可行性和有效率。其次， QRS波浪侦查在研究中。在研究，关于信号变化问题的原则，反之谈论信号稀有(R波浪峰顶)和它的小波中变换关系的过零点的很大的价值
4、。同样在电信的MIT/BIH心率失常数据库，于实验，和使用方法，从分离的QRS波浪噪声的很大的价值，并且可以是准确地提取的R波浪，以及波浪QRS起点。 最后，研究了大量的数据的心电图信号压缩方法的心电图特征。使用自适应方法的小波变换的 ECG 信号压缩编码压缩结果表明，使用的压缩方法得到更好的压缩比，和重建的信号失真较小。 关键词：心电信号；小波变换；去噪处理；QRS 波检测；心电信号压缩ABSTRACT AbstractThe heart disease is endangers the human health a big common disease, to its research o
5、f prevention and diagnostics has the extremely important significance. But ECG for an important basis of heart disease diagnosis, is studies the focal point in the heart disease diagnosis domain. In according to biomedical signal processing the article of widespread analysis in domestic and foreign,
6、 for in existing lacking of ECG signal processing, according to wavelet selection in ECG this subject signal processing technology transformation. Because there is the good regular frequency localization characteristics, a Wavelet theory and method that the wavelet transforms in the signal processin
7、g, other data processing and region more and more versatilities. This research work was processed the use wavelet theory in ECG. The primary coverage is as follows：Secondly, we study how to detect the QRS wave and give the theory related to the discontinuity point of signal. Then the relationship be
8、tween signal singularity and signal zero-crossing point of the wavelet transformed modulus maximum pairs is discussed. Similarly we can get the experimental results from the MIT/BIH arrhythmia database. This method can be used to separate the QRS wave from noise and extract the R wave crest points a
9、nd the QRS wave initial points. Finally, to study a large amount of data of the ECG signal compression method of ECG features. Using the adaptive method of wavelet transforms the ECG signal compression and coding compression results indicate that compression method used by the better compression, an
10、d reconstruction of the distortion of the signal is small. Key words: Electrocardiogram Signal；Wavelet Transformation；De-noising Processing； QRS Wave Detecting,；Compression of ECGII第一章 绪论 1.1 引言 近年来，和与生活的快速的步幅和增量的压力在心血管病的成为了对全球性的一个威胁人民和大量生活的主要疾病的多数和健康一。根据世界心脏联盟，全世界，为在33%总死亡人数的死亡的数量的心血管病，能被看见心脏病成为了危险
11、对人类健康和他们的生活安全“第一凶手”。 心电图是生物医学信号，它是表面上看，心脏电活动的综合反映和心电图信号处理是一类型的生物医学工程应用 1。生物医学工程是一个全新的领域，结合理论与工程、 生物学和医学的方法，研究人类的躯体，并利用技术手段来控制这种变化，目的是处理有关医疗、 保护人类健康、 疾病预防、 诊断、 治疗和康复服务的问题时，在各级系统的状态。 电加工方法的核心是主要的硬件和软件处理，随着科学技术的快速发展，硬件条件不再是一个问题 ；然而的传统，以及与现有软件地址理论和实践方法在某些程度上，有不足之处，并因此有需要进一步研究，寻找一个更可靠的解决方案。最近几年的小波变换小波变换
12、WT） 理论、 傅里叶变换 （傅立叶) 理论的新发展，作为一种新，这尤其适合非光滑信号处理，目前正在对减少噪音、特征点提取、 图像压缩、图像处理和其他领域的数字信号多分辨率方法是研究的分析的广泛的应用。在真实的应用程序和电信，处理就是分析诊断系统的准确性的关键步骤、可靠性的诊断和治疗，并甚至病人的生命危在旦夕。为此原因和电信的加工提高我们国家的社会和经济利益可能的重要性。 1.2 心电图概述 1.2.1 心电图基础 活动的核心是心电图，以及经常性的图案。从兴奋，第一次传导和心房，心房刺激，除电气命名 P 波。在上部、 右心房开始除 0.04 至 0.06 秒，激动的打开光束的房间。然后，通过房
13、间、 室线束 （希族塞人的线束）、 心室的兴奋，心室刺激，和心室刺激，从而导致非常电动命名为 qrs。心房和心室的兴奋 （除了非常完整，复极，复极过程，第一次心房复极和心室后。生产很小的心电图心房复极，很难观察，对心室复极过程的命名 T 波。根据订单的兴奋、 周期的冲击波形由 P 波，QRS 复合波，T 波，ST 和 U 波。冲击波形如图所示的典型心。 1.1所示： 低频率特性： 人类心脏信号频率在 0.05 至 100 赫兹之间； 随机性： 心电图反映了人体的生理功能的人类的身体，是人类身体的信号传输系统的一部分，因为身体不均匀性和易受外来影响的信号来接很容易更改与变化的外界干扰，有一定的随机性与非平稳。 1.2.3 MIT-BIH 心律失常数据库简介 国际公认标准的心脏数据库有3个，麻省理工学院在美国大学麻省理工学院-波黑数据库、 AHA 美国心脏协会数据库所提供的以及欧洲 ST-T 心脏数据库作为当前。麻省理工学院-波黑数据库应用程序在近年来已较广泛，并为我心脏医学工程部门。麻省理工学院-波黑心律失常数据库2是美国麻省理工学院和贝斯以色列医院建立
