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专利号: 2017104789829
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于优化理论的心电信号去噪方法,其特征在于,包括:对接收到的心电信号进行预处理,获取存储心跳周期的心跳矩阵;

基于优化理论对所述心跳矩阵进行优化分解,获取去噪后的心电信号矩阵。

2.根据权利要求1所述的基于优化理论的心电信号去噪方法,其特征在于,所述对接收到的心电信号进行预处理,获取存储心跳周期的心跳矩阵,包括:对所述心电信号进行去基线、去工频噪声和QRS波形检测,获取QRS波形区间和对应的基准点;

将所述QRS波形区间中每个心跳周期对应的基准点之前的预设数量个样本点作为起始点,将所述QRS波形区间中每个心跳周期对应的基准点之前所述预设数量加1个样本点作为上一个心跳周期的终止点,获取存储全部心跳周期的心跳矩阵M;

其中, RRmax为最长的RR区间,每个RR区间为各自对应的一个心跳周期,所述基准点为{bj|j=1,2,...J},t为所述心跳矩阵M中的元素,为维数为RRmax*J维的实数矩阵。

3.根据权利要求2所述的基于优化理论的心电信号去噪方法,其特征在于,所述基于优化理论对所述心跳矩阵进行优化分解,获取去噪后的心电信号矩阵,包括:令A0=E0=0,Y0=M, μ>0,ρ>1以及k=0;其中,k为迭代次数,A0、E0和Y0分别为迭代次数为0的心电信号矩阵、噪声矩阵和拉格朗日乘子矩阵,μ为调节参数,ρ为预设的标量值;

分别利用 Yk+1=

Yk+μk(M-Ak+1-Ek+1)、μk+1=ρ·μk和k=k+1更新Ak+1、Ek+1、Yk+1、μk+1和k;其中,γ为预先设置的调节参数;

判断是否满足||M-Ak+1-Ek+1||F≤δ||M||F或k的数值达到预设的最大迭代次数;其中,δ=10-7,||.||F为Frobenius范数;

若是,则将此时的Ak作为所述心电信号矩阵;

若否,则执行所述分别利用

Yk+1=Yk+μk(M-Ak+1-Ek+1)、μk+1=ρ·μk和k=k+1更新Ak+1、Ek+1、Yk+1、μk+1和k的步骤。

4.根据权利要求1至3所述的基于优化理论的心电信号去噪方法,其特征在于,所述基于优化理论对所述心跳矩阵进行优化分解,获取去噪后的心电信号矩阵,还包括:基于所述优化理论对所述心跳矩阵进行优化分解,获取噪声矩阵。

5.一种基于优化理论的心电信号去噪装置,其特征在于,包括:获取模块,用于对接收到的心电信号进行预处理,获取存储心跳周期的心跳矩阵;

优化模块,用于基于优化理论对所述心跳矩阵进行优化分解,获取去噪后的心电信号矩阵。

6.根据权利要求5所述的基于优化理论的心电信号去噪装置,其特征在于,所述获取模块,包括:预处理子模块,用于对所述心电信号进行去基线、去工频噪声和QRS波形检测,获取QRS波形区间和对应的基准点;

获取子模块,用于将所述QRS波形区间中每个心跳周期对应的基准点之前的预设数量个样本点作为起始点,将所述QRS波形区间中每个心跳周期对应的基准点之前所述预设数量加1个样本点作为上一个心跳周期的终止点,获取存储全部心跳周期的心跳矩阵M;

其中, RRmax为最长的RR区间,每个RR区间为各自对应的一个心跳周期,所述基准点为{bj|j=1,2,...J},t为所述心跳矩阵M中的元素,为维数为RRmax*J维的实数矩阵。

7.根据权利要求6所述的基于优化理论的心电信号去噪装置,其特征在于,所述优化模块,包括:初始化子模块,用于令A0=E0=0,Y0=M, μ>

0,ρ>1以及k=0;其中,k为迭代次数,A0、E0和Y0分别为迭代次数为0的心电信号矩阵、噪声矩阵和拉格朗日乘子矩阵,μ为调节参数,ρ为预设的标量值;

迭代子模块,用于分别利用

Yk+1=Yk+μk(M-Ak+1-Ek+1)、μk+1=ρ·μk和k=k+1更新Ak+1、Ek+1、Yk+1、μk+1和k;其中,γ为预先设置的调节参数;

判断子模块,用于判断是否满足||M-Ak+1-Ek+1||F≤δ||M||F或k的数值达到预设的最大迭代次数;其中,δ=10-7,||.||F为Frobenius范数;若否,则向所述迭代子模块发送启动信号;若是,则将此时的Ak作为所述心电信号矩阵。

8.根据权利要求5至7所述的基于优化理论的心电信号去噪装置,其特征在于,所述优化模块,还包括:

优化子模块,用于基于所述优化理论对所述心跳矩阵进行优化分解,获取噪声矩阵。