基于自适应滤波器的表面肌电信号消噪方法研究

目的：应用自适应滤波器消除表面肌电信号中混有的50Hz工频干扰和心电信号干扰。方法：在没有信号特征先验知识的情况下，自适应滤波器能够得到比经典滤波器更好的滤波性能。当输入信号的统计特征未知，或者输入信号的统计特征变化时，自适应滤波器能够根据某种准则的要求自动地调节自身的滤波器参数，从而实现最优滤波。使用Biopac system MP150多导生理记录仪采集人体肱二头肌处表面肌电信号（采样频率为1000Hz）。采用一种新的变步长（LMS）自适应滤波器算法，分别设计自适应陷波器和自适应信号分离器。在MATLAB7．0环境下。编程实现自适应陷波器和自适应信号分离器算法，对采集到的表面肌电信号进行滤波处理。结果：实验表明。变步长自适应陷波器能消除表面肌电信号中的50Hz工频干扰；变步长自适应信号分离器能够将混叠在表面肌电信号中的心电信号分离出来。结论：自适应滤波器能够有效地消除表面肌电信号中混有的50Hz工频干扰和心电信号干扰，得到滤波效果较好的表面肌电信号，为表面肌电信号的进一步分析、处理和评估打下基础。     

基于自适应陷波技术的心电图工频干扰抑制研究

我们研究了一种基于QR分解最小二乘（QRD-LS）算法自适应陷波技术的ECG工频干扰抑制法，其充分利用了自适应滤波器自动跟踪干扰的能力，自动消除工频干扰，提高信噪比。而且此方法采用直接针对输入数据矩阵进行递推的QRD-LS算法进行权值的训练和更新，有很好的数据稳定性，且可用并行Systolic处理结构高效地实现，因此ECG工频干扰抑制法有很强的实用性。仿真实验表明该方法具有传统基于LMS算法自适应陷波器所无法比拟的优点，工频干扰滤除效果更佳。     

一种滤除高采样心电工频干扰的改进算法

为了解决高采样频率下50 Hz工频及其倍频对心电波形的影响并保留有用的心电高频信息,提出一种滤除高采样心电工频干扰的改进算法。首先,通过修改零极点得到改进的IIR梳状陷波器,对带工频干扰的ECG信号进行滤波处理;然后,将滤波后的ECG信号进行线性段判别,并对线性段进行平滑滤波处理以消除振铃现象。通过R波幅值、信噪比(SNR)和均方误差(RMSE)对ECG信号工频干扰的消除结果进行评价,与其他4种滤波方法(平滑滤波、Notch滤波、自适应滤波和Levkov滤波)相比,IIR梳状陷波器改进方法得到的ECG信号R波幅值与原始未加工频的ECG信号最为接近,恢复率达到98%以上,且SNR提高约11倍、RMSE降低约30倍。所提出方法不仅能滤除高采样下的工频及其倍频的干扰,且能最大程度保留有用信号。     

用于消除噪音干扰的一种识别滤波器

导言来自局部60Hz的电力线的电干扰能使象心电图(ECG)一类的生物电信号不纯而产生杂波。截止频率低于60Hz的低通滤波器虽能消除这种类型的干扰,但同时也使信号的带宽显著减小。60Hz的陷波滤波器可以消除或畸变相关频段的频率成分。数字滤波器以60Hz正弦波为基础,可以维持信号频带的,但不能消除出现在某些干扰波形中的60Hz高次谐波。我们研制成一种滤波器,可以通过先识别一个周期的噪音波形,然后将其从信号中减去,以消除电力线上的噪音干扰。滤波器算法由于滤波器装在一个小的微型机数据采集系统上,其算法可分为两步进行。首先,滤波器在一个60Hz的时间间隔内通过采样     

1—9 心电测量和分析处理方法

我们共同研制的《智能心电监护仪》已于八六年十二月通过鉴定,临床应用效果良好。在仪器研制过程中,我们主要解决了如下四方面问题。第一,心电测量的予处理。目的是排除心电测量中引入的工频干扰,手段是使用微型计算机对心电波形进行处理,方法是硬件采样,软件滤波,硬件复元心电波形。具体内容可以这样表示:心电测量放大后的心电波形D送A/D转换器进行数字量转换→转换结果送入计算机RAM区储存→由程序进行数字滤波排除工频干扰→滤波后数字量送D/A转换器进行模似量转换→复元心电波形。复元的心电波形其分辨率高,基线平滑,     

用于生物医学信号剔除电网干扰的自适应数字陷波器设计

用于生物医学信号剔除电网干扰的自适应数字陷波器设计［英］／ＦｅｒｄｊａｌｌａｈＭ…／／ＩＥＥＥＴｒａｎｓＢＭＥ．—１９９４，４１（６）．—５２９本文研究了从生物医学信号中剔除电网干扰噪声的自适应数字陷波滤波器。由于电力线噪声频率是以６０Ｈｚ为中心对称...     

一种新型有源陷波器设计

本文通过理论分析和计算，提出一种可同时调整中心频率和品质因数的非对称有源陷波器设计，并通过生物放大器中针对消除市网电源信号干扰的模拟实验数据证实，较之目前通用的双Ｔ对称有源陷波器具有更多的优越性和实用性     

滤除工频干扰的自适应相干模板法

本文提出了一种滤除工频干扰的自适应和相干模板法，这种方法利用信号的相干性质，从原始输入信号中得到工频干扰的模板，进而从原始输入信号减去工频干扰的模板，从而达到滤除工频干扰的目的。自适应相干反法不需要附加的参考信号通道，方法简单，计算量极少，无需专用硬件便可实现。     

脑电信号采集预处理电路设计

目的:设计一种脑电信号采集预处理电路,从大量的噪声中提取微弱的脑电信号.方法:脑电信号很微弱,一般在5μV～100μV之间,需设计放大倍数在10000～50000的可调电路.同时,脑电信号还处于极化电压、高频干扰、50Hz工频干扰等噪声干扰之下,为了消除干扰,需设计前置放大电路、高通滤波器、低通滤波器和50 Hz陷波器.出于安全考虑,还需设计隔离电路.特别是前置放大电路,是整个电路的关键.结果:经过各个模块的处理,得到了高质量的脑电信号,以便后续应用.结论:实验表明,该设计能较好的把微弱的脑电信号提取出来,有较好的适用价值.     

一种抑制50Hz工频干扰的方法——基于FTF算法的自适应滤波

在长时间动态心电记录（ＨＯＬＴＥＲ）系统中５０Ｈｚ工频干扰会影响ＥＣＧ信号的质量和可诊断性，从而对ＱＲＳ复波的自动识别及节律分析产生不良影响。因此消除５０Ｈｚ工频干扰在ＥＣＧ信号予自理中占有重要地位。５０Ｈｚ工频干扰的频率和幅度是随着电网我参数的波动而变化的。从本质上讲，５０Ｈｚ工频干扰的波动过程是一种非平稳随机过程，采用固定的窄带隐波器对５０Ｈｚ工频干扰进行去除，不可能完全抑制５０Ｈｚ工频干扰，     

Reducing power line interference in digitised electromyogram recordings by spectrum interpolation

Interference from power lines (50 or 60 Hz) is the largest source of extraneous noise in many bio-electric signals and is within the bandwidth of many such signals. In this study, two different methods were compared for their efficacy in removing 50 Hz noise added to surface electromyogram (EMG) signals free of power line interference. The first was a simple second-order recursive digital notch filter. The second was an approach called spectrum interpolation, in which it is assumed that the magnitude of the original 50 Hz component of the EMG signal can be approximated by interpolation of the amplitude spectrum of the signal. When the spectrum was based on records containing an integer number of cycles of 50 Hz interference, and the frequency resolution was finer than 1 Hz, spectrum interpolation performed similarly to, or significantly better than, the notch filter (p<0.01). It was also possible to make spectrum interpolation more robust than the notch filter. The Pearson squared correlation coefficient r² between clean signals and signals processed using the notch filter was reduced from 0.98 to 0.65 when the interference frequency was increased by 0.5 Hz, but r² for spectrum interpolation at 0.2 Hz resolution was only reduced from 0.99 to 0.85 if spectral values between approximately 49.5 and 50.5 Hz were modified by interpolation.     

生理信号检测中的有源工频陷波器

本文讨论了文氏电桥陷波器的品质因素Q和陷波深度D之间的关系,并从参数灵敏度的角度分析了元件的制造容差对电路D、Q特性的影响情况。在此基础上,介绍了一种性能优越的陷波电路。该电路能够达到的陷波深度及品质因素取决于有源器件的开环增益。     

双通道表面肌电信号采集装置的设计与分析

本研究设计了一种双通道的表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)采集装置.该装置以STM32为主控芯片,配以sEMG采集模块,实现对肌电信号的采集,并将数据传至由MATLAB编程的上位机进行分析处理.该装置对于人体内部及周围环境干扰噪声的处理均在硬件上实现,信噪比约为60～70 dB....     

心电信号零相位数字滤波

分析了零相位数字滤波的原理 ,通过对实测心电信号中 5 0Hz工频干扰的抑制结果表明 ,该方法对心电信号的滤波性能优于普通数字滤波方法 ,特别是对心电信号中QRS波群具有更好的滤波效果 ,在心电信号的处理、分析和自动识别中具有很高的应用价值     

Removing harmonic power line interference from biopotential signals in low cost acquisition systems

This paper presents a new proposal of a very low cost and highly efficient interference canceller to be applied to biomedical signals. The power line reference is obtained from analog to digital conversion while higher harmonics are mathematically estimated by means of trigonometric relations. These signals are processed by an adaptive algorithm in order to suppress harmonic interference. Biomedical acquisition systems that incorporate a conventional adaptive canceller, whose reference signal is sampled from power line, can be easily modified to improve interference suppression without hardware modifications. Real application examples are supplied in order to demonstrate its usefulness in electroencephalographic, electrocardiographic and auditory evoked potential signals.     

Digital Filter for Electrocardiogram Preprocessing Based on Microprocessor

This paper proposes a different method to eliminate base wander and power line interference in electrocardiogram,which introduces the integer coefficient filter theory and gives the detail for designing digital filter to remove these two normal noise signals.Signal from the MIT-BIH electrocardiogram database was used to test the performance of the filter.From the test results,the performance of the digital filer is very good.The filter coefficient is an integer number,therefore,the filtering algorithm can be successfully implemented on the microprocessor.     

基于FPGA的全数字眼科超声诊断仪信号处理设计与实现

目的研制基于FPGA(field programming gate array,可编程逻辑门陈列)的全数字眼科超声回波信号处理系统.方法信号处理技术主要采用内插、动态滤波、TGC、包络检波和对数放大.在FPGA中采用以原理图设计为顶层模块.硬件描述语言VHDL作为底层模块的设计方法.结果通过构建实验模型验证了系统各阶段信号处理的有效性.对正常人体眼球和眼眶进行检测,获得了很好的回波信号.结论本设计对眼科高频超声回波信号具有良好的实时处理能力,达到了设计要求,具有良好的应用前景.     

具有心电显示功能的临时心脏按需起搏器的开发研究

介绍了一种具有心电显示功能的临时心脏按需起搏器。由双路低噪声心电前置放大器、限幅器、高通和低通滤波器、5 0 Hz陷波器、TTL 电平发生器以及刺激脉冲形成电路等组成硬件电路。计算机和软件部分采用双微控制器通信技术 ,并由软件分别控制按需起搏和心电显示。本研究首创在临时心脏起搏器安置和运行的同时 ,由液晶屏显示实时体表或心内电生理信号。经临床使用 ,效果良好 ,具有明显的推广和应用价值。