[发明专利]一种自适应二阶滤波心电信号去噪预处理装置及方法

权利要求书

1.一种自适应二阶滤波心电信号去噪预处理装置，其特征在于，包括：心电信号采集器、自适应控制器、二阶滤波器；

所述心电信号采集器用于采集原始心电信号；

所述自适应控制器用于对所述心电信号采集器采集得到的心电信号进行自适应控制处理，滤除其中的低频噪声；

所述二阶滤波器用于对所述自适应控制器处理后的心电信号进行二阶滤波，滤除其中的高频噪音，得到最终的去噪心电信号。

2.根据权利要求1所述的自适应二阶滤波心电信号去噪预处理装置，其特征在于，所述预处理装置还包括模数转换器，用于对所述心电信号采集器采集得到的原始心电信号进行离散化处理。

3.根据权利要求1所述的自适应二阶滤波心电信号去噪预处理装置，其特征在于，所述二阶滤波器具体为对所述心电信号中包括P波、Q波、R波、S波、T波和U波的特征波形进行二阶滤波处理。

4.根据权利要求1所述的自适应二阶滤波心电信号去噪预处理装置，其特征在于，所述二阶滤波器包括以顺序结构连接的第一滤波器和第二滤波器。

5.根据权利要求1所述的自适应二阶滤波心电信号去噪预处理装置，其特征在于，

所述自适应控制器的输入信号包括目标信号以及参考信号，所述目标信号为采集得到的心电信号，所述参考信号为所述目标信号中与噪声信号无关的信号，所述自适应控制处理为抵消目标信号中的噪声信号而保留与参考信号相对应的相关信号，从而得到不含低频噪声的心电信号；

所述自适应控制器的模型为：

其中，S(n)为第n时刻的参考信号，V(n)为第n时刻所采集到的目标信号，X(n)/X(k)是S(n)/S(k)与V(n)/V(k)叠加后的自适应控制器输入信号；x(n)为将前d个时刻的目标信号采样值取平均的信号；y(n)表示自适应控制器在时刻n的输出信号；e(n)为第n时刻的自适应控制器输入信号X(n)与自适应控制器输出值y(n)进行减法运算的误差值；m(n)为自适应控制器的抽头系数，τ是步长因子，其中m(n)∈[1,100]，τ∈(0.001,0.1)。

6.根据权利要求1所述的自适应二阶滤波心电信号去噪预处理装置，其特征在于，所述二阶滤波器的模型为：

其中k₁ⁱ、k₂ⁱ为二阶滤波器的系数，v_1i、v_2i表示二阶滤波器的状态，v_2i为二阶滤波器的输出，v_i和v_2i分别为二阶过滤器的输入和输出，ε_i(t)为二阶滤波通信网络引起的噪声系数。

7.根据权利要求6所述的自适应二阶滤波心电信号去噪预处理装置，其特征在于，由于存在过滤误差，所述二阶滤波器的实际系数为：

k_εi(t)＝k₁ⁱ+ε_i(t)

其中k₁ⁱ为二阶滤波器的系数，ε_i(t)为二阶滤波通信网络引起的噪声系数。

8.根据权利要求7所述的自适应二阶滤波心电信号去噪预处理装置，其特征在于，所述二阶滤波器的系数k₁ⁱ和k₂ⁱ的滤波过程为负反馈调节方式，即当滤波信号增强时，减小输入的所述心电信号的作用；当滤波信号减弱时，加强所述心电信号的作用。