[发明专利]一种基于稀疏矩阵消除ECG信号基线漂移的方法

摘要

本发明公开一种基于稀疏矩阵消除ECG信号基线漂移的方法，将ECG峰值信号建模为稀疏矩阵，将基线信号建模为低通信号，通过稀疏矩阵算法计算消除基线漂移后的ECG信号和基线，具有易操作，运行速度快，心电信号图不易失真的优点，以零刻度为基线消除基线漂移，真正的达到了ECG信号消除基线漂移的目的，且有利用QSR波检测。通过稀疏矩阵的稀疏表示降低了数据复杂度，可以充分发挥数据所含有的信息，去掉冗杂的数据信息，达到最大化利用数据。

主权项

1.一种基于稀疏矩阵消除ECG信号基线漂移的方法，其特征在于：包括以下步骤：S01)、加载心电数据，心电数据以矩阵S的形式输入，矩阵S为N行1列的数据，提取矩阵S的全部数据为y，N＝length(y)，表示载入数据的长度；S02)、设置滤波器的截止频率fc，滤波阶数d，比率系数r，并设置约束参数α和λ；S03)、计算带状稀疏矩阵A、B，计算过程为：设置参数矩阵a1、b1，定义omc＝2*π*fc，t＝((1‑cos(omc))/(1+cos(omc)))d，然后分别对矩阵a1、b1循环进行d次卷积运算得到a2、b2，然后b2与矩阵[‑1 1]作卷积运算得到矩阵b，矩阵a＝b+t*a2，利用矩阵a、b作关于A、B矩阵的稀疏运算，得到两个N*N阶的稀疏带状矩阵A、B，将矩阵B与B的转置矩阵相乘得到参数矩阵BTB，并求A的逆矩阵A‑1；S04)、计算矩阵D，设e为N‑1行1列的全为1的矩阵，通过矩阵e生成(N‑1)*N阶的稀疏矩阵D1及(N‑2)*N阶的稀疏矩阵D2，矩阵D1、D2行组合成(2N‑3)*N阶的矩阵D，并求D的逆矩阵D‑1；S05)、设置高通滤波矩阵H＝B*(A/x)，x表示消除基线漂移后的ECG信号；S06)、设Lambda是(2N‑3)阶的稀疏矩阵，Lambda中的非零元素为步骤1中提取的数据y，Gamma是主对角线全为1、其余元素均为0的N阶矩阵，参数矩阵M＝2*λ*Gamma+D‑1*Lambda*D；则消除基线漂移后的ECG信号x＝A*((BTB+A‑1*M*A)/D)，S07)、设置算法迭代次数Nit，i＝1,2,3….Nit，从i＝1开始循环执行步骤S06，直至i>Nit或者xn

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