[发明专利]基于埃尔米特函数的心电特征提取方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及心电QRS波形特征提取，可用于心电信号处 理，用少量的数据表示心电信号，实现信号降维。

背景技术

伴随着经济社会的发展，人们生活水平的提高，心肌梗死，心律失常，冠心病等心 脏疾病患病率呈上升趋势，频发的心脏疾病给人们的生活带来了巨大的影响，严重威胁着 人们的健康。为全面了解心脏状态，动态心电图使用广泛。动态心电图对心脏进行24小时或 48小时监测，产生大量心电数据。人工查看心电波形工作量大，易出错。如何提取心电特征 成为一个急迫的问题。

近些年，为了处理心电信号，人们使用了多种方法提取心电信号特征。用RR间隔，R 波峰值作为心电信号特征的方法使用广泛，但失去了波形其他方面的特征。基于埃尔米特 函数的心电特征提取方法可以保留心电波形的完整性，不失细节的恢复原波形，并降低心 电信号数据量，为心电信号处理带来了极大便利。

发明内容

本发明的目的是克服现有心电特征提取方法的不足，提供一种基于埃尔米特函数 的心电特征提取方法，可提全面提取心电特征，表示原心电波形。本发明采用的技术方案 是：

1.一种基于埃尔米特函数的心电特征提取方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤(1)，以QRS波形中的R波为中心，前后取f/10个采样点，得到200ms长的信号a；

f为采样频率，采样点个数为fx400/1000；ms指毫秒；

步骤(2)，将步骤(1)中得到的信号a前后各取f/10的零信号，得到400ms长的信号 b；

步骤(3)，将前4阶埃尔米特函数分别以0点为中心，以f/5为间隔，前后各取1000/f 个采样点,得到四个向量d，四个向量d与信号b做内积，得到4个系数，c₁,c₂,c₃,c₄；

步骤(4)，将4个系数组合成一个向量[c₁,c₂,c₃,c₄],用这个向量表示提取特征后 的心电波形。

2.如权利要求1所述的基于埃尔米特函数的心电特征提取方法，其特征在于，

步骤(3)所使用的艾尔米特函数分别为：

H₁(x)＝2x

H₂(x)＝4x²-2

H₃(x)＝8x³-12x

H₄(x)＝16x⁴-48x²+12

x为横坐标；

本发明的优点是：原有的提取心电波形方法需要找到心电波形中的关键位置点， 以简单的位置点构成的有限波形特征表示心电波形整体，失去了心电波形其他的特点。本 方法从整体波形入手，使用埃尔米特函数与原波形内积，得到系数，用得到的系数组合表示 心电特征，保留了原来心电波形的所有信息，信号完整性，从而不会丢失心电波形中隐藏的 疾病信息，对心电信号处理有重要意义。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

图2为本发明的应对的心电波形图。

图3为本发明使用的埃尔米特函数波形图。

图4为本发明结果对比图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

心电QRS波中从左到右分别为R波、Q波和S波；

本发明将心电QRS波用前4阶埃尔米特函数分解，得到4个埃尔米特函数的系数，将 4个系数组成一个向量表示QRS波。

整个发明实施方式如图1，心电信号特征提取的步骤如下：

(1)以R波为中心，前后取f/10个采样点，得到200ms长信号a；

(2)将步骤2中得到的信号a前后各取f/10的零信号，得到400ms长信号b，b信号波 形如图2所示。图2中的信号是离散信号，因为采样率高，所以外观类似连续的波形信号；

(3)将前4阶埃尔米特函数分别以0点为中心，以f/5为间隔，前后各取1000/f个采 样点,得到向量d。埃尔米特函数的波形如图3，图3中的波形也是离散采样信号，因为采样率 高，所以外观类似连续波形信号；