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题目:基于小波变换的心电信号奇异性的检测分析研究

关键词:心电信号,傅里叶变换,小波变换,消噪

  摘要


心电信号反映的是心脏兴奋的电活动过程,可以反映心肌受损的程度、发展过程以及心房、心室的功能结构进而可以分析、鉴别各种心律是否失常。心电信号在心脏的基本功能及其病理研究方面,有很大的医学实用价值。心电信号的分析最重要的依据是QRS波的检测,然而R峰值的确定是QRS波检测的主要环节。
心电信号是非常微弱的生物医学信号,心电信号处理是国内外近年来迅速发展的一个研究热点。心电信号具有较明显的非平稳性特点,且能量比较微弱,所以在采集心电信号的时候,噪声信号的引入是不可避免的。然而引入的噪音信号会对原始的心电信号造成干扰。本文重点阐述小波变化理论,深入研究心电信号、噪音信号的奇异特性,并依据小波检测理论、小波消噪理论对正常人的以及病理性的心电信号进行理论分析。
本论文主要做了以下几方面的研究:
(1)运用小波变换对心电信号进行分析;发现在小波分解的细节信号中,可清楚的观察到心电信号的突变位置,即心电信号的突变时刻,为心电突变时刻的判定提供可靠地理论依据。
(2)对正常人的以及病理性的心电信号进行理论分析,得知小波变换在对心电信号的奇异点时刻的判定方面,无论是正常人的还是病理性的心电信号都有极高的分辩率。
(3)依据心电信号与噪音信号在小波变换中不同的变换规律以及小波变换的消噪理论,对心电信号奇异点处运用小波进行消噪。通过 matlab的模拟仿真,对比小波消噪后的心电信号与原始样本的心电信号,得知消噪后的心电信号的周期以及信号的变化特性与原始信号基本相同。
(4)本文运用matlab编程,对样本信号的奇异时刻以及正常时刻分别加入了一定的噪音信号,再运用小波理论进行消噪,结果表明无论是心电信号的正常时刻还是奇异时刻,均可在保持原有信号的前提下,消除噪音信号。为医学研究提供理论帮助。
(5)从国际PhysioBank数据库中提取含有噪音的心电信号,运用小波消噪处理,其结果显示小波消噪可以对医学采集心电信号过程中混入的噪音进行准确的消除。