[发明专利]一种心电信号基线滤除方法及装置

说明书

本发明涉及一种心电信号基线滤除方法，包括以下步骤：获取S_G滤波器当前窗口的脉冲响应信号作为加权系数信号；将加权系数信号均分为多个加权数据段，以每一加权数据段的代表值代替相应加权数据段中各数据点的值，得到处理后加权系数信号；将S_G滤波器当前窗口内输入的原始心电信号均分为多个心电数据段，以每一心电数据段的代表值代替相应心电数据段中各数据点的值，得到处理后心电数据；将处理后加权系数信号与处理后心电数据相乘，得到当前窗口的基线预测值；移动S_G滤波器的窗口，并计算每一窗口的基线预测值，得到基线预测信号；用原始心电信号减去基线预测信号，得到滤除基线后的心电信号。本发明对心电信号进行基线滤除时计算量小。

技术领域

本发明涉及心电信号滤波技术领域，尤其涉及一种心电信号基线滤除方法、装置及计算机存储介质。

背景技术

心电信号，即ECG信号，为附接至皮肤的外表面的电极所记录的心脏的电活动的测试信号。由于呼吸或其他的身体活动引起的记录电极和皮肤之间的阻抗变化可以导致在心电信号中的基线变化，也被称为低频漂移。基线变化是心电信号噪声中的一种。

目前，存在多种用于从心电信号中滤除基线的方法，包括高通滤波、自适应滤波、小波变换、时频分析、曲线拟合等等。ECG基线变化能够包括在0到0.8Hz范围内的低频信号。根据美国健康协会(AHA)，在心电信号中的频率典型为在0.05Hz以上。由于基线噪声的频带与感兴趣的心电信号重叠，因此简单的高通滤波器对于滤除基线是不足的。

基线滤除的另一种方法是Savitzky_Golay滤波器，简称S_G滤波器，其基本原理是在待处理信号上加一个滑动窗口，在窗口每次向前滑动一个数据点前，对窗口内的值进行加权求和，用加权求和得出的值替代窗口中数据点的值，最终完成对信号基线的提取，然后用原始信号减去提取出的基线信号，就得到了基线滤除后的心电信号。Savitzky_Golay滤波器最大的优点就是在滤除噪声的同时能够确保信号中的“尖峰”的形状、宽度不变，其次是对基线的拟合不需要取特征点。

然而，Savitzky_Golay滤波器在对高采样率(例如1000Hz)心电信号的基线滤除过程中，由于窗口宽度的取值需要很大(例如2000个数据点)，因此仅仅在对单导联信号中每个窗口中点的基线值进行预测时，对心电信号每个数据点进行基线提取时，计算机都需要进行大量的乘法运算(例如1000次)和加法运算(例如1000次)，对于一般的心电信号机来说，其CPU性能不足以完成这样大量的运算。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种心电信号基线滤除方法及装置，用以解决心电信号基线滤除时计算量大的问题。

本发明提供一种心电信号基线滤除方法，包括以下步骤：

获取S_G滤波器当前窗口的脉冲响应信号，作为加权系数信号；

将所述加权系数信号均分为多个加权数据段，以每一所述加权数据段的代表值代替相应加权数据段中各数据点的值，得到处理后的加权系数信号；

将所述S_G滤波器当前窗口内输入的原始心电信号均分为多个心电数据段，以每一所述心电数据段的代表值代替相应心电数据段中各数据点的值，得到处理后的心电数据；

将处理后的加权系数信号与处理后的心电数据相乘，得到当前窗口对应的基线预测值；

移动所述S_G滤波器的窗口，并计算每一窗口对应的基线预测值，得到基线预测信号；

利用所述原始心电信号减去所述基线预测信号，得到滤除基线后的心电信号。

进一步的，获取S_G滤波器当前窗口的脉冲响应信号，作为加权系数信号，具体为：

将脉冲函数输入所述S_G滤波器，得到所述S_G滤波器当前窗口输出的脉冲响应信号，作为所述加权系数信号。

进一步的，将所述加权系数信号均分为多个加权数据段，具体为：