[发明专利]一种心电图波形提取方法

说明书

本发明涉及一种心电图波形提取方法，包括：(1)构造强度图像；(2)中值滤波；(3)提取边缘图；(4)心电波形分割；(5)心电图波形提取，方法如下：第一步：计算BW₃中各连通区域的面积，即该连通区域内像素点的总数，用AREA_i表示，其中下标i表示连通区域的序号；第二步：将满足AREA_i<TH₂的区域判为干扰区域滤除，处理结果用BW₄表示；第三步：使用形态学细化算法对BW₄进行处理，处理结果用BW₅表示；第四步：从左至右扫描BW₅中各心电波形，如果相邻两波形点之间存在断裂，则用线性插值方法填补数据，最终处理结果用BW表示。

技术领域

本发明涉及心电图扫描图像的数字化处理技术，尤其是针对心电图扫描图像的心电波形提取技术。

背景技术

数字处理技术及人工智能的发展，使心电信号的识别、分析、归类有可能实现计算机自动处理。其中，针对心电波形数据的提取与量化是实现上述功能的前提。目前绝大多数心电图病历是以硬拷贝的形式存在心电图纸上。为了方便对心电数据进行自动分析与识别，需要将心电图纸进行扫描，存储为数字图像文件，然后从图像中提取心电数据，并转换为数字形式进行存储。如何能够有效且准确提取心电曲线，是实现心电信息的存储、归档和分析处理的前提。

由于扫描或者拍摄条件的约束，心电图图像会出现弯曲、倾斜、等畸变现象，因此首先要进行预处理，校正各类畸变，再完成心电波曲线信息的提取。研究者们已提出一些心电图波形提取方法，如王志祯提出了一种心电图曲线提取方法，他们采用高斯模糊去除噪声，然后使用Otsu二值化技术分离背景网格和心电图波形，该方法虽然处理速度较快，但基于全局阈值的方法并不能很好区分网格点和心电图波形。史国洁使用一种改进K-Means技术对心电图数据点进行分类，实验结果表明，使用该方法检测出的心电图波形图存在明显断裂情况。

发明内容

本发明提出一种针对心电图扫描图像的心电波形快速提取方法，可以将心电图波形从背景中快速分离，为心电波形的数字化过程做好准备。技术方案如下：

一种心电图波形提取方法，包括下列步骤：

(1)构造强度图像

输入的扫描图像I，分别用I_R、I_G和I_B表示红、绿、兰三通道图像，使用下式构造I对应的强度值图像V：

V＝I_R-|I_G-I_B|

(2)中值滤波

选用“十字形”中值滤波器对I进行滤波处理，用F表示增强结果图像。

(3)提取边缘图

使用Sobel算子，检测F中的边缘点，用BW₁表示得到二值图；使用半径为2的碟形结构元，对BW₁进行膨胀运算，用BW₂表示新的二值图，BW₂称为边缘二值图；

(4)心电波形分割，方法如下

第一步：选取BW₂中取值为1点在F中对应的灰度值，构建数据集DA；

第二步：将DA中数据按照从小到大顺序排列，选取位于中间位置点所对应的数值，记为TH₁；

第三步：使用TH₁做为阈值，将满足F中取值小于等于TH₁的点，判为心电图波形点，得到心电图波形二值图，用BW₃表示；

(5)心电图波形提取，方法如下：