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基于EMD及其能量的心电信号去噪算法、设备和存储介质

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成果类型:
专利
发明/设计人:
章登勇;王珊珊;李峰;王进
申请/专利权人:
长沙理工大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2020-05-07
申请/专利号:
CN202010376390.8
公开时间:
2020-09-11
公开号:
CN111643068A
主申请人地址:
410114 湖南省长沙市天心区万家丽南路2段960号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.基于EMD及其能量的心电信号去噪算法,其特征在于,包括步骤: S1、信号均值化处理及公差值的确定; S2、对均值化处理后的信号进行EMD分解,得到各阶IMF; S3、根据EMD分解后各阶IMF的能量,得到对应的能量曲线,计算该能量曲线除边界点以外的第一个极大点和第一个极小点的所在阶数,根据所述第一个极大点和第一个极小点的所在阶数及其与所述公差值的大小关系,判断需要去噪的IMF阶数变化点,若所述能量曲线的第一个极大点和第一个极小点均不存在,则预设所述IMF阶数变化点; S4、对所述IMF阶数变化点之前的各阶IMF进行阈值去噪,所述IMF阶数变化点所在阶数的IMF及其之后的各阶IMF未进行阈值去噪;所述阈值去噪的方法如下: 其中d是需要进行阈值处理的系数,T是阈值,D是阈值处理后的系数; S5、将阈值去噪后的各阶IMF与未进行阈值去噪的IMF以及残差进行重构,生成去噪后的心电信号。 2.根据权利要求1所述的基于EMD及其能量的心电信号去噪算法,其特征在于,设待求的所述IMF阶数变化点所在阶数为var_pots,所述能量曲线的第一个极大点所在阶数为max_pots(1),第一个极小点所在阶数为min_pots(1),步骤S3中,所述IMF阶数变化点采用以下方法确定: S3a、当所述第一个极大点和第一个极小点同时存在时: 当max_pots(1)<min_pots(1):若max_pots(1)大于所述公差值,计算公式为:否则,计算公式为:var_pots=max_pots(1);或者, 当max_pots(1)>min_pots(1)时:若min_pots(1)大于所述公差值,计算公式为:否则,计算公式为:var_pots=min_pots(1);或者, S3b、当所述第一个极小点存在,但所述第一个极大点不存在时:若min_pots(1)大于所述公差值,计算公式为:否则,计算公式为:var_pots=min_pots(1);或者, S3c、当所述第一个极大点存在,但所述第一个极小点不存在时:若max_pots(1)大于所述公差值,计算公式为:否则,计算公式为:var_pots=max_pots(1);或者, S3d、当所述第一个极大点和第一个极小点均不存在时,定义为:var_pots=3。 3.根据权利要求1或2所述的基于EMD及其能量的心电信号去噪算法,其特征在于,所述公差值不小于3。 4.根据权利要求3所述的基于EMD及其能量的心电信号去噪算法,其特征在于,所述公差值为3~6。 5.一种基于EMD及其能量的心电信号去噪设备,其特征在于,包括至少一个处理器和与所述至少一个处理器通信连接的存储器,所述存储器上存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至4任一项所述的基于EMD及其能量的心电信号去噪算法。 6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至4任一项所述的基于EMD及其能量的心电信号去噪算法。 7.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,使计算机执行如权利要求1至4任一项所述的基于EMD及其能量的心电信号去噪算法。
摘要:
本发明公开了基于EMD及其能量的心电信号去噪算法、设备和存储介质,该算法包括步骤:信号均值化处理及公差值的确定;对信号进行EMD分解,得到各阶IMF;根据EMD分解后各阶IMF的能量,计算能量曲线除边界点以外的第一个极大点和第一个极小点的所在阶数,结合所述公差值,判断需要去噪的IMF阶数变化点,若所述能量曲线的第一个极大点和第一个极小点均不存在,则预设所述IMF阶数变化点;对所述IMF阶数变化点之前的各阶IMF进行阈值去噪;将阈值去噪后的各阶IMF与未进行阈值去噪的IMF以及残差进行重构,生成去噪后的心电信号。本方案能够完整地保留大于阈值部分的信息,并且不会产生附加震荡和跳跃点...

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