图4 表明,未经滤波的心电信号存在较大的工频噪声,若取采样频率500Hz,梳状滤波器节数N=10,经滤波后心电信号的干扰被基本滤除。图5 为ECG 信号频谱,滤波前ECG 信号存在较强的工频干扰,滤波后频谱中已经没有50Hz 成分。数字滤波对消除50Hz 工频及倍频干扰具有很好的效果。
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图4-1.含有工频噪声的心电信号 图4-2. FIR 梳状滤波处理后的心电信号
图5-1.滤波前ECG 频谱 图5-2.滤波后ECG 频谱
图6-1 是存在基线漂移(上漂)的ECG 信号,采用自适应拟合算法抑制效果如图6-2 所示;图7-1 是存在下漂的ECG 信号,抑效果如图7-2 所示。实验表明,对于不同形式的基线漂移,该方法能很好的抑制ECG 信号基线漂移。与其他方法相比,自适应拟合算法简单、快速、易于实现、抑制效果好、信号失真度小。在嵌入式系统和对实时性要求较高的监护仪器中具有实际应用价值,也可用于其它信号检测仪器中。
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图6-1. 基线上漂的心电信号 图6-2. 抑制基线漂移后的心电信号
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图7-1. 基线下漂的心电信号 图7-2. 抑制基线漂移后的心电信号
5. 结论
采用数字滤波方法消除心电信号噪声已经成为心电信号处理的重要内容。本研究采用梳状滤波器和自适应拟合算法有效消除了心电信号中的工频噪声和基线漂移,获得真实ECG 信号。本方法设计简单、运算量小,在抑制工频干扰和基线漂移的同时,能很好的保持原有信号,降低了成本、提高了产品通用性。