基于形态学滤波的心电信号ECG处理(MATLAB 2021B)

2024-05-27 20:04

本文主要是介绍基于形态学滤波的心电信号ECG处理(MATLAB 2021B),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

数学形态学简称形态学,在数学意义上,其基于集合理论、积分几何和网格代数,是一门严格建立在数学基础之上的学科,着重用来研究图像的几何结构和形状,因而称之为形态学。其基本思想是用结构元素对待分析图像进行“探测”,根据不同目的与需求,保留图像中所需要的主要成分,去除干扰成分。作为“探针”的结构元素可以携带一定的知识,如形状、大小、方向、色度等信息,对携带了大量信息的待处理图像进行探测和研究,根据其所携带知识的不同,会得到不同的处理结果。数学形态学这一基本思想起源于图像处理领域,并对其产生了重大的影响,应用几乎遍布图像处理领域各个方面,包括图像滤波、图像分割分类、图像测量、模式识别以及纹理分析与合成等。经过不断发展,其应用还涉及遥感遥测、材料科学、生物医学影像、工业自动化检测、农产品质量检测、识别与安全控制、文档处理、图像压缩、军事、航空航天等众多领域。

数学形态学诞生于1964年。当时,法国巴黎矿业学院的J.Serra在其导师G.Matheron指导下从事博士论文研究工作,研究内容是对法国洛林地区的铁矿核作定量岩相学分析,进而预测其开采特性。Serra摒弃了传统的分析方法,开发了第一个“纹理分析器”,并在之后的实验分析过程中逐渐产生了击中击不中变换的概念。于此同时,Matheron在相对更为理论的层面上,第一次将形态学开运算的表达式引入到了其承担的多孔介质渗透性与其几何(或纹理)之间关系的研究工作中,并在此基础上利用凸结构元素建立了颗粒分析方法。1968年4月,坐落在法国枫丹白露(Fontainebleau)的巴黎矿业学院为数学形态学研究提供了研究基地,数学形态学研究中心正式成立。在整个60年代,数学形态学经过孕育逐渐形成一门独立学科。

数学形态学研究中心的成立,使得数学形态学研究获得了更多的资源与条件,极大地促进了形态学的发展。击中击不中变换在应用中获得了一系列的成功。1975年Matheron出版了《随机集与积分几何》一书,书中严谨而详尽地阐述了拓扑学基础、递增映射、凸性映射、随机集论及其若干模型等内容,奠定了形态学坚实的理论基础。与此同时,最初针对集合的方法开始拓展到数值函数分析领域,产生了形态学梯度、Top-Hat变换、流域变换等灰值形态学理论及方法。灰值数学形态学是二值数学形态学在灰度图像领域的自然扩展。在灰值数学形态学中,将二值形态学中所用到的交、并运算用极大、极小运算进行替代,从而完成对灰值图像的形态分析。阴影集作为灰值形态学理论的基础和核心,在灰值形态学与二值形态学之间起到了桥梁的作用,在二者之间建立了紧密的联接关系。灰值形态学理论在图像处理领域得到了充分的应用:图像边缘的提取可用形态梯度理论实现;模式匹配可采用击中击不中变换理论;形态学滤波器用于图像降噪、增强;采用骨架提取进行图像识别、压缩,基于流域方法的图像分割,基于形态学的颗粒分析方法等。二值数学形态学与灰值数学形态学共同构成了经典数学形态学。此后,国内外众多学者对经典形态学展开了大量、深入的研究工作,提出了很多新的数学形态学理论与应用,取得了丰硕的研究成果。

鉴于此,本项目采用形态学滤波方法对心电信号ECG进行处理,可迁移至金融时间序列,地震信号,机械振动信号,语音信号,声信号等一维时间序列信号,运行环境为MATLAB 2021B。

clc; % Clear the command window.
close all; % Close all figures (except those of imtool.)
clear; % Erase all existing variables.
workspace;  % Make sure the workspace panel is showing.
format long g;
format compact;
fontSize = 15;
markerSize = 8;
% load all the data 
G = 200; % Gain
Fs = 360; % [Hz]
L = 3600; % lenght of ECG signals
T = linspace(0,L/Fs,L); % time axis
F = linspace(-Fs/2, Fs/2, L); % Frequency axis
files = dir(fullfile("dataset/","*.mat")); % all dataset files
numData = numel(files); % number of data
ECGs = zeros(numData,L); % prealloc
% load and store data
for i = 1:numDataload(fullfile("dataset/",files(i).name)); % load all dataECGs(i,:) = val/G;
end
% Plot the signal/s you want
figure(1); plot(T, ECGs(1,:)); grid on;
title("ECG Signal","FontSize",fontSize); 
xlabel("Time (sec)", "FontSize", fontSize); 
%完整代码可通过知乎学术咨询获得:https://www.zhihu.com/consult/people/792359672131756032?isMe=1
ylabel("voltage [mV]", "FontSize", fontSize);

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

工学博士,担任《Mechanical System and Signal Processing》《中国电机工程学报》《控制与决策》等期刊审稿专家,擅长领域:现代信号处理,机器学习,深度学习,数字孪生,时间序列分析,设备缺陷检测、设备异常检测、设备智能故障诊断与健康管理PHM等。

这篇关于基于形态学滤波的心电信号ECG处理(MATLAB 2021B)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1008455

相关文章

Python FastAPI+Celery+RabbitMQ实现分布式图片水印处理系统

《PythonFastAPI+Celery+RabbitMQ实现分布式图片水印处理系统》这篇文章主要为大家详细介绍了PythonFastAPI如何结合Celery以及RabbitMQ实现简单的分布式... 实现思路FastAPI 服务器Celery 任务队列RabbitMQ 作为消息代理定时任务处理完整

C#使用SQLite进行大数据量高效处理的代码示例

《C#使用SQLite进行大数据量高效处理的代码示例》在软件开发中,高效处理大数据量是一个常见且具有挑战性的任务,SQLite因其零配置、嵌入式、跨平台的特性,成为许多开发者的首选数据库,本文将深入探... 目录前言准备工作数据实体核心技术批量插入:从乌龟到猎豹的蜕变分页查询:加载百万数据异步处理:拒绝界面

Springboot处理跨域的实现方式(附Demo)

《Springboot处理跨域的实现方式(附Demo)》:本文主要介绍Springboot处理跨域的实现方式(附Demo),具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不... 目录Springboot处理跨域的方式1. 基本知识2. @CrossOrigin3. 全局跨域设置4.

python+opencv处理颜色之将目标颜色转换实例代码

《python+opencv处理颜色之将目标颜色转换实例代码》OpenCV是一个的跨平台计算机视觉库,可以运行在Linux、Windows和MacOS操作系统上,:本文主要介绍python+ope... 目录下面是代码+ 效果 + 解释转HSV: 关于颜色总是要转HSV的掩膜再标注总结 目标:将红色的部分滤

Python实现自动化接收与处理手机验证码

《Python实现自动化接收与处理手机验证码》在移动互联网时代,短信验证码已成为身份验证、账号注册等环节的重要安全手段,本文将介绍如何利用Python实现验证码的自动接收,识别与转发,需要的可以参考下... 目录引言一、准备工作1.1 硬件与软件需求1.2 环境配置二、核心功能实现2.1 短信监听与获取2.

Python使用date模块进行日期处理的终极指南

《Python使用date模块进行日期处理的终极指南》在处理与时间相关的数据时,Python的date模块是开发者最趁手的工具之一,本文将用通俗的语言,结合真实案例,带您掌握date模块的六大核心功能... 目录引言一、date模块的核心功能1.1 日期表示1.2 日期计算1.3 日期比较二、六大常用方法详

利用Go语言开发文件操作工具轻松处理所有文件

《利用Go语言开发文件操作工具轻松处理所有文件》在后端开发中,文件操作是一个非常常见但又容易出错的场景,本文小编要向大家介绍一个强大的Go语言文件操作工具库,它能帮你轻松处理各种文件操作场景... 目录为什么需要这个工具?核心功能详解1. 文件/目录存javascript在性检查2. 批量创建目录3. 文件

Java使用多线程处理未知任务数的方案介绍

《Java使用多线程处理未知任务数的方案介绍》这篇文章主要为大家详细介绍了Java如何使用多线程实现处理未知任务数,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 知道任务个数,你可以定义好线程数规则,生成线程数去跑代码说明:1.虚拟线程池:使用 Executors.newVir

一文带你深入了解Python中的GeneratorExit异常处理

《一文带你深入了解Python中的GeneratorExit异常处理》GeneratorExit是Python内置的异常,当生成器或协程被强制关闭时,Python解释器会向其发送这个异常,下面我们来看... 目录GeneratorExit:协程世界的死亡通知书什么是GeneratorExit实际中的问题案例

最新Spring Security实战教程之表单登录定制到处理逻辑的深度改造(最新推荐)

《最新SpringSecurity实战教程之表单登录定制到处理逻辑的深度改造(最新推荐)》本章节介绍了如何通过SpringSecurity实现从配置自定义登录页面、表单登录处理逻辑的配置,并简单模拟... 目录前言改造准备开始登录页改造自定义用户名密码登陆成功失败跳转问题自定义登出前后端分离适配方案结语前言