[发明专利]工频噪声滤除装置与方法

说明书

本发明提供了一种工频噪声滤除装置与方法，涉及信号处理领域。该工频噪声滤除装置与方法首先通过对所述电信号在时域内的波形进行转换，从而获取电信号在频域内的波形，再在预设定的第一频率范围内查找电信号在频域内的波形的最大幅值对应的频率值；最大幅值对应的频率值即可工频噪声信号的频率值，此时实时设计用于过滤与所述最大幅值对应的频率值关联的电信号的滤波器；最后控制所述滤波器对与所述最大幅值对应的频率值关联的工频噪声信号进行滤除。该工频噪声滤除装置与方法在工频噪声信号的频率发生漂移时，可自适应地并且更为精确有效地对发生漂移后的工频噪声信号进行滤波。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，具体而言，涉及一种工频噪声滤除装置与方法。

背景技术

心电信号(Electrocardiogram，ECG)是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一，它反映了心脏在兴奋产生、传导和恢复过程中的电变化，是心脏电活动的一种客观表示，在不同层面上反映了心脏的工作状态，对于心脏疾病的临床诊断和治疗具有非常重要的参考价值。心电信号是一种微弱的生物电信号，其幅度为毫伏(mV)级，很容易受到外界环境的影响。在对心电记录的过程中，被记录者身体的活动、呼吸、各种通讯设备等都会对记录过程产生较大的干扰，这些干扰对于信号检测的正确性有很大的影响。工频噪声是由带电系统产生的一种干扰，呈现的形态类似在纯净心电信号上出现正弦波以及类似正弦波的波形。这种类型的噪声频率一般为50Hz或60Hz，且其幅值不高，心电信号形最高幅度的50％左右。在心电信号处理的应用中，工频噪声是心电信号受到的主要干扰噪声之一。

现有技术中，去除工频噪声的方法比较多，例如，采样固定的窄带陷波器(主要包括IIR滤波、FIR滤波)基于最小二乘法滤除50Hz或60Hz的工频干扰。该自适应滤波方法虽然不会影响心电信号本身，并且能够在一定程度上跟踪工频干扰的频率，但是工频干扰的波动会达到主频的±3％，而心电信号的工频噪声会在一段时间后产生漂移，对于固定的窄带陷波器来说，当工频噪声在一段时间后产生漂移后，对工频噪声滤除的有效性以及精确性即变低，不能获得最大的滤波增益甚至无法进行滤波。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种工频噪声滤除装置与方法，以改善上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种工频噪声滤除装置，所述工频噪声滤除装置包括：

信号收发单元，用于接收一信号采集模块发送的电信号在时域内的波形；

信号转换单元，用于对所述电信号在时域内的波形进行转换，从而获取电信号在频域内的波形；

查找单元，用于在预设定的第一频率范围内查找电信号在频域内的波形的最大幅值对应的频率值；

滤波器设计单元，用于设计用于过滤与所述最大幅值对应的频率值关联的电信号的滤波器；

滤波控制单元，用于控制所述滤波器对与所述最大幅值对应的频率值关联的工频噪声信号进行滤除。

第二方面，本发明实施例还提供了一种工频噪声滤除方法，所述工频噪声滤除方法包括：

接收一信号采集模块发送的电信号在时域内的波形；

对所述电信号在时域内的波形进行转换，从而获取电信号在频域内的波形；

在预设定的第一频率范围内查找电信号在频域内的波形的最大幅值对应的频率值；

设计用于过滤与所述最大幅值对应的频率值关联的电信号的滤波器；

控制所述滤波器对与所述最大幅值对应的频率值关联的工频噪声信号进行滤除。