基于FPGA的QRS波群检测方案设计与实现

高振斌，耿 新

（河北工业大学 信息工程学院，天津 300401）

0 引言

心脏是人体最重要的器官之一，它产生的心电信号是判断心脏是否发生病变的重要依据．在一个周期的心电信号中，相对于P波和T波而言，QRS波群具有较高的幅度和频率分量，其特性比较明显，所以QRS波的检测成为心电信号自动检测分析中最关键的环节．

常见的QRS波检测方法有时域分析、非线性滤波、模板匹配、神经网络、小波变换等[1]．由于采集到的原始心电信号中存在多种无法避免的噪声，如工频干扰、基线漂移、肌电干扰等，常常造成对心电信号的误检．所以在传统的心电信号检测过程中，需要对原始信号进行预处理．本文根据小波变换的多分辨率的特性，设计了采用离散小波变换的心电信号自动检测方案，并提出了基于FPGA的实现方法．实验结果表明该方法有效排除了噪声干扰，提高了检测精度．

1 检测算法原理

小波变换是一种信号的时间-频率分析方法，具有时频局域化分析能力和多分辨率分析的特点[2]．根据这一特点，对原始心电信号做小波分解，可以把不同频率的信号区分开来，在低尺度上主要反映的是信号的高频噪声，而在较高尺度上反映的是信号的低频噪声，因此采用中间尺度进行分析就可有效的区分心电信号与干扰噪声．

本文采用二次B-样条小波作为小波基函数[3]，小波分解滤波器组系数为

小波变换的另一个重要性质就是具有在时间、频率上突出信号……