河北工业大学信息工程学院 信号与线性系统课程设计
基于MATLAB的心电信号分析
摘要：
本课题设计了一个简单的心电信号分析系统。直接采用Matlab语言编程的静态仿真方式、采用Simulink进行动态建模和仿真的方式，对输入的原始心电信号，进行线性插值处理，并通过matlab语言编程设计对其进行时域和频域的波形频谱分析，根据具体设计要求完成系统的程序编写、调试及功能测试。得出一定的结论。
关键字：matlab、心电信号提取、线性插值、滤波、simulink仿真。
一、课题目的及意义
心电信号是人类最早研究并应用于医学临床的生物信号之一，它比其它生物电信号更易于检测，并且具有较直观的规律性，因而心电图分析技术促进了医学的发展。
然而，心电图自动诊断还未广泛应用于临床，从国内外的心电图机检测分析来看，自动分析精度还达不到可以替代医生的水平，仅可以为临床医生提供辅助信息。其主要原因是心电波形的识别不准，并且心电图诊断标准不统一。因此，探索新的方法以提高波形识别的准确率，寻找适合计算机实现又具诊断价值的诊断标准，是改进心电图自动诊断效果，扩大其应用范围的根本途径。如何把心电信号的特征更加精确的提取出来进行自动分析，判断出其异常的类型成了亟待解决的焦点问题。本课题通过matlab语言编程，对原始心电信号进行一定的分析处理。
二、课题任务及要求
1、必做部分
（1）利用Matlab对MIT-BIH数据库提供的数字心电信号进行读取，并还原（2）对原始心电信号做线性插值
（3）对处理前后的心电信号分别做频谱分析
利用Matlab软件对处理前后的心电信号编程显示其频谱，分析比较滤 （4） Simulink仿真
根据前面的设计，进行基于Simulink的动态仿真设计。实现心电信号
实际波形。
波前后的频谱，得出结论。
的分析和处理。 2、选作部分
1
河北工业大学信息工程学院 信号与线性系统课程设计 （1）只截取大约2.5s，三个周期左右，大约800个采样数据进行分析。 （2）60Hz工频陷波器设计
三、设计技术指标
四、设计方案论证
1、必做部分
2、选作部分
2
河北工业大学信息工程学院 信号与线性系统课程设计 五、设计内容及结果分析
1、基于matlab编写的程序如下：
%读取心电信号并转化成数组形式
function [t,Xn]=duquexinhao1(w) fid=fopen(w);
C=textscan(fid,'? %f %*f','headerlines',2);%去除前两行 fclose(fid); a=C{2}; b=C{1};
k=length(b); for i=1:k
c(i)=strread(b(i,:),'%*s %f','delimiter',':'); end c=c'; d=[c,a];
t=d(:,1); %时间 Xn=d(:,2); %幅度
%线性插值
function [t3,Xn3]=xianxingchazhi(t,Xn) m=max(t);
t3=0:0.001:m; t3=t3';
Xn3=interp1(t,Xn,t3);
%保存插值前的信号
function baocun1(t,Xn)
fid = fopen('t.txt','wt'); fprintf(fid,'%g\\n',t); fclose(fid);
fid = fopen('Xn.txt','wt'); fprintf(fid,'%g\\n',Xn); fclose(fid);
%保存插值后的信号
function baocun2(t1,Xn1) fid = fopen('t1.txt','wt'); fprintf(fid,'%g\\n',t1); fclose(fid);
fid = fopen('Xn1.txt','wt'); fprintf(fid,'%g\\n',Xn1); fclose(fid);
%画初始信号和即插值后信号频谱
3
河北工业大学信息工程学院 信号与线性系统课程设计 function keshehuatu(t,Xn,t1,Xn1) f=1000; T=1/f;
m=1:length(Xn); k1=length(Xn1); m1=1:k1;
q=f*m/length(Xn); q1=f*m1/k1; subplot(2,2,1) plot(t,Xn)
title('初始信号时域波形') subplot(2,2,2) Y=fft(Xn);
plot(q,abs(Y))
title('初始信号频谱') subplot(2,2,3)
axis([0,1000,0,1000]) plot(t1,Xn1)
title('插值信号时域波形') Y1=fft(Xn1); subplot(2,2,4)
axis([0,1000,0,5000]) plot(q1,abs(Y1)) title('插值信号频谱')
%低通滤波器
function [H,f]=kesheditonglvboqi(wp,ws,Rp,As,Xn1) T=0.001; f=1/T;
[N,Wc]=buttord(wp,ws,Rp,As,'s'); [b,a]=butter(N,Wc,'s');
f=(0:length(Xn1)-1)*f/length(Xn1);w=f*2*pi; H=freqs(b,a,w);
%高通滤波器
function [H,f]=keshegaotonglvboqi(wp,ws,Rp,As,Xn1) T=0.001; fs=1/T;
[N,Wc]=buttord(wp,ws,Rp,As,'s'); [b,a]=butter(N,Wc,'high','s');
f=(0:length(Xn1)-1)*fs/length(Xn1);w=f*2*pi; H=freqs(b,a,w);
%带阻滤波器
function [H,f]=keshedaizulvboqi(wp,ws,p,s,Xn1) T=0.001;
4
相关推荐：
loading