[发明专利]一种智能心电信号处理方法

权利要求书

1.一种智能心电信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：采集心电信号并对心电信号进行预处理；

S2：对预处理后的心电信号进行特征提取，得到心电信号特征，提取预处理后的心电信号的心电包络特征，包括：

对预处理后的心电信号进行归一化处理：

对归一化处理后的心电信号进行分段处理，其中每30ms为一段信号，每隔20ms取一段信号，则相邻两段信号之间的重叠部分为10ms信号，则每段心电信号的熵为：

其中：

N表示30ms的采样心电信号数据数目；

将每段心电信号的熵作为每段心电信号的心电包络特征，则心电信号的心电包络特征为，其中p表示心电信号中的段数，表示第i段心电信号的心电包络特征；

提取心电包络特征中的心电信号特征，包括：

将心电包络特征作为特征提取网络的输入，则利用特征提取网络提取心电包络特征中心电信号特征的公式为：

其中：

，表示特征提取网络中隐藏层的序号；

表示特征提取网络中第v层提取到的特征，表示特征提取网络中第v-1层提取到的特征，当v等于1，表示心电包络特征；

表示特征提取网络中第v层的权重；

表示特征提取网络中第v层的偏置量；

表示特征提取网络中的激活函数；

将第V层提取到的特征作为心电信号特征L；

S3：以心电信号特征为输入，心电信号分类结果为输出，构建深度堆栈网络心电信号识别模型，并确定参数优化目标函数；

S4：利用罚函数优化算法对目标函数进行优化求解，得到优化后的模型参数；

S5：依据步骤S4得到的优化模型参数以及心电信号识别模型，将按照步骤S1-2处理后的心电信号作为模型输入即可得到心电信号的处理分析结果。

2.如权利要求1所述的一种智能心电信号处理方法，其特征在于，所述S1步骤中采集心电信号，构建高通滤波器，利用高通滤波器对心电信号进行滤波处理，包括

将心电电极片与心电 传感器连接，并将心电电极片固定在人体皮肤部位，心电电极片持续获取人体的心电信号，并将心电信号传输到心电 传感器；

在心电 传感器内的信号接收部分构建高通滤波器，所述高通滤波器包括一个电容器以及一个电阻，电容器与心电信号通路串联，电阻与信号通路并联；

高通滤波器允许心电 传感器接收信号频率高于截止频率的心电信号，所述截止频率的计算公式为：

其中：

R表示高通滤波器中电阻的电阻值；

C表示高通滤波器中电容器的电容。

3.如权利要求2所述的一种智能心电信号处理方法，其特征在于，所述S1步骤中利用结合IMF信号分解的降噪算法对滤波处理后的心电信号进行降噪处理，得到预处理完成的心电信号，包括：

对滤波处理后的心电信号进行EMD信号分解，得到心电信号的IMF分量：

1）将滤波处理后的心电信号加入同长度的白噪声，得到含噪信号：

2）遍历出信号中所有的极大值点和极小值点，将所有的极大值点以及所有的极小值点分别用三次样条曲线连接，分别得到信号的上包络线以及下包络线，上下包络线的均值曲线即为，则；

3）对进行步骤2）操作，得到；

4）重复步骤3）9次，所得到的作为信号的第一组IMF分量，其中，第一组IMF分量的剩余分量；

5）对进行步骤2）-4），得到k-1组IMF分量以及剩余分量；则将含噪信号分解为下式：

将分解得到的IMF分量进行快速傅里叶变换，得到IMF分量的频谱：

其中：

表示第i组IMF分量的频谱；

表示含噪心电信号的第i组IMF分量；

表示快速傅里叶变换处理；

若IMF分量频谱中0-60Hz的频域能量达到整个频域能量的90%以上，则将该IMF分量判断为心电信号的IMF分量，否则将该IMF分量判断为噪声信号的IMF分量，并删除噪声信号的IMF分量；

将心电信号的所有IMF分量进行如下式的信号重构处理，得到降噪后的心电信号：

其中：

j表示心电信号IMF分量的组数。