[发明专利]一种心电信号R波的自适应CA-CFAR定位方法

摘要

本发明公开了一种心电信号R波的自适应CA‑CFAR定位方法，先利用滤波器组对心电信号进行预处理；然后将预处理后的信号利用自适应CA‑CFAR检测判决；最后由心电信号R波的间隔特性做一个不应期剔除规则的处理，得到R波的定位。本发明与经典的滤波后采用动态门限和差分方法的检测算法相比，由于预处理采用了滑动窗口滤波，增强了R波分量，提高了对较小R波的检测精度；与小波变换算法的R波检测和利用双斜率方法检测相比，由于采用了单元平均恒虚警方法，对噪声中信号的检测性能提高。

主权项

1.一种心电信号R波的自适应CA-CFAR定位方法，其特征在于，包括以下操作：/n1)将待处理的ECG信号经过带通滤波滤除低频噪声和高频噪声，得到QRS波群信号凸显的信号e，然后将信号e经绝对值反转得到信号S_max，并用低通滤波器对信号S_max进行平滑得到信号m，再经滑动窗口滤波对信号m进行求和处理得到信号l(n)；/n2)将信号l(n)经过平方律检波，得到输入信号y_n；/n3)输入信号y_n中待测单元D的参考单元的平均功率Z为：/n /n其中，x_i和y_i分别是待测单元D前后N个参考单元内第i个参考单元信号的功率，n为信号长度，Z为平均功率；/n将平均功率Z与乘积因子T相乘得到CA-CFAR门限S；所述的乘积因子T根据来设置，其中，P_fa为恒虚警率，R_r是参考单元数；初始参考单元数与数据采样频率f_s的关系为R_r＝α×f_s，α为系数；/n4)再对待测单元D和门限S进行归一化并取其对数：/nS＝T×Z/n /n /n其中，S为门限，T为乘积因子，Z为平均功率，y_D为平方律检波后的待测信号，max(y_D)是y_D的最大值，max(S)为S的最大值；/n5)对D_test、S_test进行以下判决：/n /n其中，H₁表示R波存在，H₀表示R波不存在；/n6)对判决结果为H₁的信号进行以下不应期剔除，设每个心跳间隔应满足：/n /n其中，为当前次检测到的R波位置，为下一次检测到的R波位置，f_s为数据采样频率；/n若检测定位到的本次R波与上一个R波的距离不满足上式，则删除本次定位到的R波，若满足则保留；/n7)对检测到的R波，根据RR间期计算出平均心率，再根据平均心率更新参考单元数，更新参考单元数后再进行步骤3)～6)的检测；/n所述参考单元数R_r与心跳频率x_r关系式为：R_r＝-2.376x_r+499.911；/n待参考单元数R_r更新完成后，完成心电信号中的R波定位。/n