正交小波变换的快速算法在心电QRS波检测中的应用

摘要

目的:研究基于小波变换的心电QRS波检测的准确率、抗干扰性和实时性,论证其在实际工程应用中的可行性.方法:作者在比较了不同小波基的检测准确率之后,采用一种基于三次B样条小波变换的心电QRS波检测算法,利用离散正交二进小波的快速算法-Mallat算法进行分解滤波,再利用小波变换与信号奇异点的关系,在23尺度下识别R波峰值,在21尺度上检测QRS波的起点和终点,QRS波的起点和终点对应于小波变换的一对符号相反的模极大值,R波的峰点对应于介于这对模极大值之间的小波变换过零点,并用美国MIT/BIH心电标准数据库分析该算法的准确率、抗干扰性和实时性.结果:该方法具有比较理想的检测准确率,在99%以上;对肌电、工频、基漂等常见的心电信号干扰有较好的容限度,即使心电序列伴有严重的基漂和高频、工频、肌电等干扰,也不影响QRS波的检测;此外,三次B样条小波基的滤波器个数少,提高了运算速度,采样11.4 s的数据进行分析,耗时为0.2 s～0.3 s,实时效果较明显.结论:可以满足实际工程应用的需要.