[发明专利]一种心电信号降噪方法

说明书

技术领域

本发明属于医学信号降噪领域，更具体地，涉及一种心电信号降噪方法。

背景技术

心电图为心血管疾病的诊断提供了一种无创、安全、高效的手段。但是,心电信号极其微弱，在采集过程中容易受到基线漂移、工频信号、肌电信号和运动伪影等多种噪声的干扰，这些噪声会降低心电信号的信噪比，不利于疾病的诊断。心电信号降噪对提升心电信号质量，从而提高心血管疾病诊断的正确率具有理论价值和实际意义。

现有的心电信号滤波算法主要包括有限冲击响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波、无限冲击响应(Infinite Impulse Response,IIR)滤波、中值滤波、小波滤波和非局部均值降噪等。其中非局部均值降噪在细节保留和背景噪声滤除取得了较好的平衡性，降噪效果较好。

然而现有的心电信号非局部均值降噪方法，不能较好的适应心电信号具有明显周期性和区域性的特点，对不同的心电信号波段，都采用相同的衰减系数，导致难以兼顾均匀区域的平滑和细节信息的保护，滤波效果扔有待提高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种心电信号降噪方法，其目的在于在现有非局部均值降噪方法的基础上，对不同的心电信号波段，自适应调整衰减系数，由此解决现有心电信号滤波算法滤波效果不佳的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种心电信号降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对原始心电信号O进行均值滤波，计算每一信号点的梯度值g_i及衰减系数h_i，并判断该信号点为边缘信号点或非边缘信号点；

(1-1)对原始心电信号O进行均值滤波，得到均值滤波心电信号I；

(1-2)对于均值滤波心电信号I中的每一点i，计算其梯度值g_i并判断该点是否为边缘区域信号点，并根据判断结果计算衰减系数h_i，其中：

梯度值g_i为其左邻域信号点与该信号点差值的平均值；

判断该点是否为边缘区域信号点，方法如下：根据预先设定的梯度阈值T，判断该信号点为边缘区信号点或非边缘区信号点，当g_i大于T，判断该信号点为边缘区信号点，否则判断该信号点位非边缘区信号点；

根据判断结果计算衰减系数h_i，按照式(I)计算：

hi=h01+(gigmax)2gi>Th0gi≤T---(I)]]>

其中g_max是预先设定的梯度值的最大值，h₀为固定衰减系数；

(2)对原始心电信号O的进行非局部均值降噪，得到非局部均值预滤波结果M，其中每一点M_i按照式(II)计算，