一種便攜式心電信號處理方法和心電信號處理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫學信號處理領域，具體涉及一種便攜式心電信號處理方法和心電信號處理裝置。
【背景技術】
[0002]心電信號是一種電壓信號，它的伏值一般在0.5毫伏至5毫伏之間，相對于外界的工頻干擾等信號，心電信號屬于非常微弱的信號，因此，若不對心電信號進行濾波處理，則原始的心電信號(即不加處理的心電信號)容易淹沒在噪聲中，從而嚴重影響基于心電信號的醫療診斷的實行。
[0003]目前常采用平滑濾波技術對心電信號進行處理，平滑濾波是低頻增強的空間域濾波技術，一般采用簡單平均法進行，就是求鄰近像元點的平均亮度值，以此消除心電信號中的噪聲。
[0004]雖然平滑濾波技術能夠較好的消除心電信號中的噪聲，然而，平滑濾波技術也存在明顯不足，例如，由于心電信號的噪聲強度隨環境的變化而變化，而平滑濾波技術并不能很好的適應環境的變化，這使得在某些環境(如噪聲強度較大的環境)下，采用平滑濾波技術并不能有效濾除心電信號的噪聲。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種便攜式心電信號處理方法和心電信號處理裝置，用于消除心電信號中的噪聲。
[0006]本發明第一方面提供一種心電信號處理方法，包括:
[0007]通過無限脈沖響應(IIR, Infinite Impulse Response)數字濾波器對輸入的心電信號進行濾波，得到第一次濾波后的心電信號；
[0008]根據上述第一次濾波后的心電信號的波形頻率計算取樣周期，其中，上述取樣周期為上述第一次濾波后的心電信號的波形頻率的倒數；
[0009]根據上述第一次濾波后的心電信號在上述取樣周期內中的最大值和最小值，計算上述最大值和上述最小值所對應的兩點間的直線的斜率；
[0010]若上述斜率小于或等于預設的濾波的斜率閾值，則將上述第一次濾波后的心電信號輸出為心電圖信號；
[0011]若上述斜率大于上述濾波的斜率閾值，則通過低通濾波器對上述第一次濾波后的心電信號進行至少一次濾波，直至得到第二心電信號，其中，上述第二心電信號在上述取樣周期內的最大值和最小值所對應的兩點間的直線的斜率小于或等于上述濾波的斜率閾值；
[0012]將上述第二心電信號輸出為心電圖信號。
[0013]本發明第一方面提供一種心電信號處理裝置，包括:
[0014]第一濾波單元，用于通過無限脈沖響應IIR數字濾波器對輸入的心電信號進行濾波，得到第一次濾波后的心電信號；
[0015]第一計算單元，用于根據上述第一次濾波后的心電信號的波形頻率計算取樣周期，其中，上述取樣周期為上述第一次濾波后的心電信號的波形頻率的倒數；
[0016]第二計算單元，用于根據上述第一次濾波后的心電信號在上述取樣周期內中的最大值和最小值，計算上述最大值和上述最小值所對應的兩點間的直線的斜率；
[0017]輸出單元，用于當上述第二計算單元計算得到的斜率小于或等于預設的濾波的斜率閾值時，將上述第一次濾波后的心電信號輸出為心電圖信號；
[0018]第二濾波單元，用于當上述第二計算單元計算得到的斜率大于上述濾波的斜率閾值時，通過低通濾波器對上述第一次濾波后的心電信號進行至少一次濾波，直至得到第二心電信號，其中，上述第二心電信號在上述取樣周期內的最大值和最小值所對應的兩點間的直線的斜率小于或等于上述濾波的斜率閾值；
[0019]上述輸出單元還用于將上述第二濾波單元濾波得到的上述第二心電信號輸出為心電圖信號。
[0020]從本發明上述技術方案可知，本發明提供了一種復合濾波方案，首先通過IIR數字濾波器對心電信號進行濾波，根據經IIR濾波后得到的第一次濾波后的心電信號在取樣周期內的最大值和最小值確定斜率，然后根據該斜率與濾波的斜率閾值的關系判定是否需要通過低通濾波器對第一次濾波后的心電信號進行進一步濾波，一方面，通過IIR濾波器和低通濾波器的復合濾波，能夠有效消除心電信號中的噪聲，另一方面，上述濾波的斜率閾值可以根據不同的環境進行設定，從而實現在不同的環境下對心電信號的噪聲的有效濾除。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發明提供的一種便攜式心電信號處理方法一個實施例流程示意圖；
[0023]圖2_a為本發明提供的一種心電圖信號場景示意圖；
[0024]圖2_b為本發明提供的一種便攜式心電信號處理方法另一個實施例流程示意圖；
[0025]圖2-c為本發明提供的一種R波定位方法實施例流程示意圖；
[0026]圖3為本發明提供的一種便攜式心電信號處理裝置一個實施例結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為使得本發明的發明目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0028]本發明實施例提供一種便攜式心電信號處理方法，上述方法包括:通過IIR數字濾波器對輸入的心電信號進行濾波，得到第一次濾波后的心電信號；根據上述第一次濾波后的心電信號的波形頻率計算取樣周期，其中，上述取樣周期為上述第一次濾波后的心電信號的波形頻率的倒數；根據上述第一次濾波后的心電信號在上述取樣周期內中的最大值和最小值，計算上述最大值和上述最小值所對應的兩點間的直線的斜率；若上述斜率小于或等于預設的濾波的斜率閾值，則將上述第一次濾波后的心電信號輸出為心電圖信號；若上述斜率大于上述濾波的斜率閾值，則通過低通濾波器對上述第一次濾波后的心電信號進行至少一次濾波，直至得到第二心電信號，其中，上述第二心電信號在上述取樣周期內的最大值和最小值所對應的兩點間的直線的斜率小于或等于上述濾波的斜率閾值；將上述第二心電信號輸出為心電圖信號。本發明實施例還提供相應的心電信號處理裝置。以下分別進行詳細說明。
[0029]下面對本發明實施例中提供的一種便攜式心電信號處理方法進行描述，請參閱圖1，本發明實施例中的便攜式心電信號處理方法包括:
[0030]101、通過IIR數字濾波器對輸入的心電信號進行濾波，得到第一次濾波后的心電信號;
[0031]首先說明的是，本發明實施例中的心電信號是指心臟活動時所產生的生理電信號。
[0032]可選的，本發明實施例中的IIR數字濾波器的設計方法為:首先，在單位圓上均勻分布零點，其中，零點是指當輸入幅度不為零且輸入頻率使輸出幅值為零的點，即，零點表明與該零點所在位置相對應的頻率處的幅值完全衰減；其次，選擇位于單位圓上的極點，精確抵消單位圓上的一些零點，使得該零點所在位置相對應的頻率處的幅值不會衰減，其中，極點是指當輸入幅度不為零且輸入頻率使輸出幅值為無窮大的點。由于單位圓上的每一點代表不同的頻率，因此，零-極點位置決定了頻率響應，IIR數字濾波器為遞歸濾波器的特定形式。當然，本發明實施例也可以采用IIR數字濾波器的常規設計方案對輸入的心電信號進行濾波，此處不做限定。
[0033]102、根據上述第一次濾波后的心電信號的波形頻率計算取樣周期，其中，上述取樣周期為上述第一次濾波后的心電信號的波形頻率的倒數。
[0034]103、根據上述第一次濾波后的心電信號在上述取樣周期內中的最大值和最小值，計