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人体脉搏含有丰富的生理与病理信息,在疾病预防和治疗等方面得到广泛应用。脉搏信号在采集过程中不可避免地受干扰和噪声的影响,不仅会降低脉搏信号的质量,甚至会淹没有用的信号,这严重影响了对真实危重疾病的报警与处理。因此,识别并剔除脉搏信号中干扰段,对质量较好的非干扰段进行滤波以及后续分析,对准危重病人发病的及时发现和救治具有十分重要的研究意义。 脉搏信号的每个脉动周期不完全一样,不是严格的周期信号,属于非平稳信号,但却呈现出一定周期平稳性,即脉搏信号具有循环平稳特性。针对实际采集的脉搏信号中各种噪声对信号质量的影响,采用循环平稳算法对脉搏信号进行质量评估、滤波以及脉率变异性信号提取与分析。首先,根据循环谱提出脉搏信号的质量评价指标——质量系数,评估脉搏信号受噪声影响程度,剔除受噪声污染严重的信号段;其次,设计循环相关匹配滤波器对受噪声污染小(即质量较好的)脉搏信号滤波;最后,利用基于循环平稳算法的正弦波抽取运算对滤波后的脉搏信号进行脉率变异性信号提取。 本文使用的实验数据分别由数学建模产生的脉搏信号与 MIT-BIH噪声数据库提供的噪声信号叠加而成;对提出的质量评估、滤波、脉率变异性信号提取的方法进行验证,并将所提出方法应用于实际采集的脉搏信号。结果表明,质量系数可以准确地反映脉搏信号的质量;循环相关匹配滤波器可以有效地消除脉搏信号中的噪声。