第4期电子学报V0J．39No．42011年4月ACrAElCTR0NICASINICAApr．2011基于Hilbert—Huang变换的ECG消噪杨向林，严洪，许志，任兆瑞，宋晋忠，姚宇华，李延军(中国航天员科研训练中心，北京100094)摘要：提出一种基于Hilbert—Huang变换的ECG消噪方法，该方法对含噪ECG进行经验模态分解，对分解后的IMF进行Hilbert频谱分析，然后根据ECG信号噪声特点对三种主要噪声分别消噪．工频干扰和高频噪声主要存在于ECG的低阶IMF中，而基线漂移主要存在于ECG的高阶I中，对低阶IMF采用基于自适应阈值的形态学滤波方法进行消噪，对高阶IMF采用平滑滤波法进行基线漂移估计．仿真实验和实际应用结果表明该方法优于小波消噪法，不仅对三种主要噪声具有较好的抑制作用，还能很好的保留ECG波形特征．关键词：Hilbert-Huang变换；经验模态分解；固有模态函数；一tb电图；消噪；形态学滤波中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：0372—2112(2or1)04—0819～06ECGDe--noisingBasedonHilbert·-HuangTransformYANGXiang—lin，YANHong，XUZhi，RENZhao—rui，SONGJin—zhong，YAOYu—hua，／2Yml—jun(ChinaAstronautResearchandTrainingCenter，Beijbrg100094，China)Abstract：AmethodforECGde—noisingbasedOnHilbert-HuangTransformhasbeenproposed．ECGwasanalyzedbytheHilbertspectrumoftheIMF，whichwasproducedbytheEmpiricalmodedecompositionmethod．Thethreemainnoiseswererespec—tivelyremovedaccordingtothecharacteristicsofnoises．PowerlineinterferenceandhilghfrequencynoisesweremainlymixedintothelowIMFofECG，whilebaselinewandernoisesweremainlymixedintothehighIMF．Themorphologicalfil~rmethodbasedonadaptivethresholdwasusedinthelowIMFforde—noising，whilebaselinewanderwasestimatedbythesmoothfilterinthehighIMFofECG．Theresultsofsimulationexperimentandpracticalapplicationdemonstratethatthemethodproposedinthispaperperformsbetterthanwaveletde-noisingmethodsignificantly，notonlyinsuppressingthethreemainlynoisesefectively，butalsoinpreservingtheprimarycharacteristicsofECGsigna1．KeywOr0s：Hilbert-Huangtransform；empiricalmodedecomposition；intrinsicmodefunction；ECG；de—noising；morpholog一；ca】f；1ter同频带的噪声无法滤除，否则对ECG信号造成一定的1引言“损伤”作用l1j，Donoho等人提出的小波变换滤波法取得心电图(Electrocardiograph，ECG)是现代心血管疾病了很好的效果和广泛的应用，但存在小波基选择的问诊断的最常用工具之一，然而ECG经常受到各种干扰，题．要想对ECG信号进行各种波形检测、识别以及医学上Hilbert-Huang变换(Hilbea—HuangTransform，mrr)作的各种诊断，必须对ECG信号进行滤波．ECG信号中的为一种新的非平稳、非线性时频信号分析方法，根据信干扰主要有：50Hz(或60HZ)的工频干扰、严重的肌电干号的特征自适应选择基底对ECG信号进行多分辨分扰(10—300Hz)、患者呼吸和运动引起的基线漂移干扰析，在分辨率上消除了小波分析的模糊和不清晰，具有(0．05～2Hz)等．更准确的谱结构，依此得到的分析