【技術實現步驟摘要】
基于級聯奇異譜分析的心電信號抑制基線漂移方法和系統
[0001]本專利技術涉及心電信號處理領域，具體涉及一種基于級聯奇異譜分析的心電信號抑制基線漂移方法和系統。
技術介紹
[0002]近年來，心臟系統疾病仍然是危害人類健康最常見的疾病。心電信號檢查是臨床上診斷心臟系統疾病的重要方法，但是，在采集過程中，由于受到人類呼吸以及采集電極滑動的影響，心電信號中包含基線漂移噪聲。該類型噪聲頻率極低，通常在1Hz以下，幅值相對較大。因此，基線漂移不僅在視覺上引起心電圖的整體上下浮動偏移，導致軌跡線的嚴重失真，并且干擾心電信號QRS波群的檢測和心電圖的直接診斷。
[0003]小波與濾波器組是用于抑制心電信號中的基線漂移干擾的傳統方法。該方式將信號進行正變換轉換到小波域上進行分析與處理，通過選取合適的閾值，保留某些代表心電信號的小波系數后，經過反變換得到抑制基線漂移后的心電信號。該方法的難點在于某些參數需要人工選取，如小波基，閾值，分解層數等。若參數選擇不合適，則基線漂移的抑制效果不理想。
[0004]近年來，經驗模態分解被廣泛應用于校正心電信號的漂移。該方法能將受干擾信號分解成為若干個固有模態函數，每個固有模態函數處于不同的頻帶中。通過去除低頻段的模態，可得去除基線漂移后的心電信號。但是，經驗模態分解本身的邊緣效應，模態混疊，以及如何界定哪些固有模態函數處于低頻段等問題仍待解決。奇異譜分析是一種基于子空間的信號分解方法，通過嵌入，奇異值分解等運算得到信號矩陣的特征向量，之后，將信號矩陣投影到特征向量所展開的子空間中...
【技術保護點】
【技術特征摘要】 【專利技術屬性】
1.一種基于級聯奇異譜分析的心電信號抑制基線漂移方法，其特征在于，包括以下步驟：S100，獲取受基線漂移干擾的心電信號數據，設置層數i＝1；S200，利用窗口長度為2的奇異譜分析法SSA從受基線漂移干擾的心電信號數據中提取出基線漂移噪聲n
i
與心電信號分量o
i
，其中心電信號ECG
i
通過公式獲得；S300，計算基線漂移噪聲n
i
與心電信號ECG
i
的內積IP
i
；S400，判斷內積是否達到極小值，若內積達到極小值，則輸出當前層的心電信號ECG
i
，作為最終的抑制基線漂移的結果，否則，將所述基線漂移噪聲n
i
作為受基線漂移干擾的心電信號數據和將層數i的值設置為增加1，重復步驟S200與步驟S300，直到內積達到極小值，輸出當前層的心電信號ECG
i
。2.根據權利要求1所述的心電信號抑制基線漂移方法，其特征在于，所述步驟S200包括子步驟：S210，將所述受基線漂移干擾的心電信號數據設置為一維時間信號x＝[x1?…?
x
N
]，其中N為所述一維時間信號的長度，將所述一維時間信號x＝[x1?…?
x
N
]轉化為軌跡矩陣：其中所述軌跡矩陣X為2
×
(N
?
1)維矩陣，以及所述軌跡矩陣具有兩行以表示窗口長度L為2；S220，對矩陣XX
T
進行奇異值分解：XX
T
＝VΛV
T
以獲得特征值與對應的特征向量，其中奇異值λ1和λ2存儲在矩陣Λ的主對角線上，并且λ1>λ2，而對應的特征向量v1和v2存儲在V矩陣的第一列和第二列，將所述軌跡矩陣X轉化為兩個秩為1的初級矩陣相加：S230，將大奇異值λ1對應的矩陣X1設定為基線漂移矩陣，將小奇異值λ2對應的矩陣X2設定為心電信號矩陣，其中矩陣X1和X2的矩陣大小和軌跡矩陣X一致，均為2
×
(N
?
1)；S240，將子步驟S230中得到的基線漂移矩陣X1和心電信號矩陣X2通過對角平均法，分別重構成長度為N的一維時間信號，其中所述對角平均法具體為：對于給定的矩陣G為2
×
(N
?
1)維矩陣，矩陣元素為G
i,j
，設置L
*
＝min(2,N
?
1)和K
*
＝max(2,N
?
1)，重構的一維時間序列g＝[g1,g2,L,g
N
]通過對角平均公式獲?。?.根據權利要求1所述的心電信號抑制基線漂移方法，其特征在于，所述步驟S300包括子步驟：S310，獲取步驟S200中第i層得到的基線漂移噪聲n
i
和心電信號ECG
i
；
S320，利用公式IP
i
＝(n
i
技術研發人員：鄺偉潮，楊平，王善進，任金寶，張瑞洲，
申請(專利權)人：東莞理工學院，
類型：發明
國別省市：
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