[发明专利]一种ECG信号联合基线校正及降噪的方法

摘要

一种ECG信号联合基线校正及降噪的方法，使得经过基线校正和降噪后恢复的信号，能够保持原始信号的平滑，并且恢复的信号基本保留了原始信号的细节信息特征。有效地进行了基线校正和噪声抑制，明显改善了传统滤波算法中存在的ECG峰值欠估计的问题，保证了恢复ECG信号的真实性。

主权项

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＝AT*A，Q＝A*AT+B*BT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，AT为A的转置矩阵，BT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(QT*Q+PTMP)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。