1.一种心电信号R波的自适应CA‑CFAR定位方法,其特征在于,包括以下操作:
1)将待处理的ECG信号经过带通滤波滤除低频噪声和高频噪声,得到QRS波群信号凸显的信号e,然后将信号e经绝对值反转得到信号Smax,并用低通滤波器对信号Smax进行平滑得到信号m,再经滑动窗口滤波对信号m进行求和处理得到信号l(n);
2)将信号l(n)经过平方律检波,得到输入信号yn;
3)输入信号yn中待测单元D的参考单元的平均功率Z为:其中,xi和yi分别是待测单元D前后N个参考单元内第i个参考单元信号的功率,n为信号长度,Z为平均功率;
将平均功率Z与乘积因子T相乘得到CA‑CFAR门限S;所述的乘积因子T根据 来设置,其中,Pfa为恒虚警率,Rr是参考单元数;初始参考单元数与数据采样频率fs的关系为Rr=α×fs,α为系数;
4)再对待测单元D和门限S进行归一化并取其对数:S=T×Z
其中,S为门限,T为乘积因子,Z为平均功率,yD为平方律检波后的待测信号,max(yD)是yD的最大值,max(S)为S的最大值;
5)对Dtest、Stest进行以下判决:其中,H1表示R波存在,H0表示R波不存在;
6)对判决结果为H1的信号进行以下不应期剔除,设每个心跳间隔应满足:其中, 为当前次检测到的R波位置, 为下一次检测到的R波位置,fs为数据采样频率;
若检测定位到的本次R波与上一个R波的距离不满足上式,则删除本次定位到的R波,若满足则保留;
7)对检测到的R波,根据RR间期计算出平均心率,再根据平均心率更新参考单元数,更新参考单元数后再进行步骤3)~6)的检测;
所述参考单元数Rr与心跳频率xr关系式为:Rr=‑2.376xr+499.911;
待参考单元数Rr更新完成后,完成心电信号中的R波定位。
2.如权利要求1所述的心电信号R波的自适应CA‑CFAR定位方法,其特征在于,所述的带通滤波是采用频带为10~25Hz的80阶带通滤波器,其频率和待测信号数据采样频率同;并对ECG信号两端进行边缘延拓,延拓长度为滤波器阶数的长度,延拓值各取其边缘值的大小。
3.如权利要求1所述的心电信号R波的自适应CA‑CFAR定位方法,其特征在于,所述的绝对值反转是把波峰都反转为正峰:Smax=|en|n=1,2,3...
en是带通滤波后信号,Smax为信号做绝对值反转后的信号。
4.如权利要求1所述的心电信号R波的自适应CA‑CFAR定位方法,其特征在于,所述的信号Smax是通过20阶5Hz的低通滤波器进行平滑得到信号m;
对信号m分别采用以下滑动窗口滤波对信号m进行处理得到信号l(n);
其中,w是滑窗大小,l(n)为滑窗后所得信号。
5.如权利要求3所述的心电信号R波的自适应CA‑CFAR定位方法,其特征在于,还在滑窗处理前先对信号m两端延拓避免边缘信号被遗弃;
所述的滑窗处理为两次处理,第一次滑窗大小w1设为8,第二次滑窗w2设为2。
6.如权利要求1所述的心电信号R波的自适应CA‑CFAR定位方法,其特征在于,所述的平方律检波的处理为:
2
yn=(ln) ,n=1,2,3...
其中,l(n)为滑动窗口滤波后的信号,yn为平方律检波后的信号。
7.如权利要求1所述的心电信号R波的自适应CA‑CFAR定位方法,其特征在于,所述的恒‑2
虚警率Pfa设为:Pfa=10 ;
根据心率快慢调整参考单元大小,初始参考单元与数据采样频率关系中Rr=α×fs,fs为数据采样频率,系数α=[0.6,1.2];初始参考单元数设为300。
8.如权利要求1所述的心电信号R波的自适应CA‑CFAR定位方法,其特征在于,设采样频率为360,满足由不应期剔除要求时每次检测定位的距离需大于81;若检测定位到的本次R波与上一个R波的距离小等于81,则删除本次定位到的R波。