[发明专利]一种ECG信号联合基线校正及降噪的方法

权利要求书

1.一种ECG信号联合基线校正及降噪的方法，其特征在于，包括：

a)计算机加载ECG信号数据y，提取ECG信号数据长度为N；

b)设置LTI滤波器，输入LTI滤波器的截止频率为fc、滤波阶数d、拆分矩阵的阶数K；

c)通过公式P＝A^T*A，Q＝A*A^T+B*B^T计算LTI滤波器所需的稀疏带状矩阵P、Q，其中A为d阶差分矩阵，B为d-1阶差分矩阵，A^T为A的转置矩阵，B^T为B的转置矩阵；

d)进行LTI滤波与稀疏结合优化，引入非对称惩罚函数θ(x；r)，其中式中r为非对称惩罚因子，x为原始ECG信号；

e)引入优化参数b、d，其中d＝Q^TQP^-1y-λP^Tb，式中λ为差分参数，P^-1为矩阵P的逆矩阵，P^T为矩阵P的转置矩阵，Q^T为矩阵Q的转置矩阵；

f)设置差分矩阵D，当K＝0时，D为N阶单位矩阵，当K≥1时，N阶单位矩阵中每一行位置对应的数值减去下一行位置相对应的数值得到(N-K)*N阶矩阵，当K＝1时，其为(N-1)*N阶差分矩阵；

g)设置生成的N阶矩阵为主对角线全为1，其余均为0的矩阵，引入第三方矩阵M，其中M＝2*Gamma+D^-1*Gamma*D；

h)设定算法迭代最大次数Nit，对最终优化x进行迭代循环计算，其中

x＝P(Q^T*Q+P^TMP)d；

i)当x前后两次的差值小于0.005或达到最大迭代循环次数Nit时停止循环，输出经过基线校正和降噪后的恢复信号x。

2.根据权利要求1所述的ECG信号联合基线校正及降噪的方法，其特征在于：步骤a)中在离散数学中通过公式y＝x+f+n建立ECG信号数据y的模型，其中x为ECG原始信号，f为加入基线漂移的基线信号，n为加入稳定的方差为σ²的高斯白噪声。

3.根据权利要求1所述的ECG信号联合基线校正及降噪的方法，其特征在于：步骤a)中N为3000。

4.根据权利要求1所述的ECG信号联合基线校正及降噪的方法，其特征在于：步骤b)中LTI滤波器的截止频率为fc＝0.009、滤波阶数d＝1、拆分矩阵的阶数K＝3。

5.根据权利要求1所述的ECG信号联合基线校正及降噪的方法，其特征在于：步骤b)中非对称惩罚因子r＝1。

6.根据权利要求1所述的ECG信号联合基线校正及降噪的方法，其特征在于：步骤h)中最大次数Nit＝40。