心电图去基线漂移的数字滤波算法比较.pdf

Vol8　No8　 Ap r. 2008 第 8卷 　第 8期 　2008年 4 月 科 　学 　技 　术 　与 　工 　程 　 (2008) 82 18304 　 Science Technology and Engineering 　2008　Sci TechEngng 心电图去基线漂移的数字滤波算法比较 王 　琦 (兰州理工大学 电气工程与信息工程学院 ,兰州 730050) 摘 　要 　心电图中的低频干扰是影响心电图识别的一个重要因素 。介绍了三种常用的去基线漂移的数字滤波算法 ,并对滤 波后的 ST段失真情况进行讨论 。 关键词 　ECG　　基线漂移 　　数字滤波 　　ST段 中图法分类号 　B 540. 4 1; 　　　　文献标志码 　A 　　消除心电信号的基线漂移 ,是心电信号处理中的 一个重要而又困难的问题 。因为基线漂移严重时 ,往 1　中值滤波器 往使波形识别和参数测量成为不可能 ,甚至无法记 录 。发生基线漂移的原因有电极电阻变化、电极的极 中值滤波自 1970年被提出以来 ,因其具有 良好 化电位变化、心电放大器的直流偏置漂移 、人体呼吸 的边缘保持特性和清除脉冲噪声的能力 ,广泛用于 数字图像处理 。中值滤波是这样定义的 ,取长度为 或其他肌肉缓慢运动等 。基线漂移的频率很低 ,其范 ( ) L = 2M + 1 M 为正整数 的滤波窗口, 设在第 n 时刻 围为 0. 05 Hz至几 Hz,其主要分量在 0. 1 Hz左右 。 输入信号序列在窗口中的样点是 : 而心电信号的 ST段频率也很低 ,其最大值约为 0. 6～ x ( n - M ) , …, x ( n) , …, x ( n +M ) 0. 7 Hz,两者的频谱非常接近 ,所以如果使用高通滤 此时的输出定义为 波的方法消除基线漂移 , 即使采用线性相位的滤波 y ( n) =m ed[ x ( n - M ) , …, x ( n) , …, x ( n +M ) ] 。 器 ,也常常会引起 ST段严重失真 ,而 ST段在临床上 [ 1 ] m ed [ ]表示对窗口内所有数从小到大排序后取中值 有重要价值 。因此 ,对基线漂移纠正方法的研究 , 的运算 。由于叠加定理不再成立 ,故中值滤波是一 在心电信号处理中有着重要意义 。 种非线性滤波器 。蔡坤 [ 2 ] 等将中值算法改进 ,改变 ECG信号中去除基线漂移的常用滤除方法是 , 插值的策略得到一种快速中值滤波算法 ,并成功应 首先对信号的基线进行估计或提取 ,然后通过减法 用到心电的滤波中。图 1说明了中值滤波对基线漂 运算去掉信号中的漂移成分从而达到滤波 目的。 ( ) ( )