基于经验小波变换的心电信号基线漂移噪声去除预处理方法研究

摘要

目的:提出一种基于经验小波变换(empirical wavelet transform,EWT)的预处理方法,以实现心电(electrocardiogram,ECG)信号中基线漂移噪声的去除。方法:首先通过傅里叶变换将时域ECG信号转换为频域信号,然后选择none(不处理)或使用Gaussian(高斯滤波器)、average(平均过滤器)、closure(形态闭合算子计算上包络)等正则化方法进行信号预处理。其次通过locmaxmin(局部极小极大值)法得到2个频谱分割边界,再通过EWT分解获得噪声主导分量和ECG主导分量。最后对噪声主导分量进行处理,实现ECG信号基线漂移噪声的去除。以相关系数(R)、信噪改善比(SNRimp)、百分比均方根差(PRD)和均方误差(MSE)作为性能指标进行定量分析,筛选出最优正则化方法,然后再对最优方法进行定性分析。结果:实验结果表明,使用average正则化方法预处理的EWT(average-EWT)方法作为ECG信号基线漂移噪声去除预处理方法,具有最优的定量分析结果,并且能够实现波形形态差异较大的ECG信号基线漂移噪声的去除。结论:基于average正则化方法预处理的EWT(average-EWT)方法能够将噪声主导信号分量有效分解,在去除基线漂移噪声、有效还原ECG信号中具有可行性。