心电信号预处理滤波器设计

资 源 简 介

心电信号预处理滤波器设计

详 情 说 明

心电信号预处理是生物电信号处理中的关键环节，其核心在于设计合适的滤波器以去除噪声干扰。典型的噪声源包括基线漂移和工频干扰。针对这些噪声特性，我们可以采用多种滤波器设计方案。

FIR滤波器采用布莱克曼窗函数设计，这种窗函数具有较小的旁瓣幅度，能够有效抑制频谱泄漏。在设计时需要合理选择截止频率和滤波器阶数，以平衡过渡带宽度和计算复杂度。布莱克曼窗特别适合对相位特性要求严格的场景。

IIR滤波器提供了多种经典设计方法。巴特沃思滤波器具有最平坦的通带特性，切比雪夫I型在通带有等纹波特性，切比雪夫II型则在阻带呈现等纹波，而椭圆滤波器在通带和阻带都具有纹波，但能获得最陡峭的过渡带。每种类型都有其适用场景，需要根据具体需求选择。

整系数滤波器是一种高效的数字滤波器实现方式，特别适合在资源受限的嵌入式系统中应用。这类滤波器通过整数运算实现，避免了浮点运算的复杂性，同时保证了良好的实时性能。

基于Z平面的简单极点法滤波提供了一种直观的滤波器设计途径。通过直接在Z平面上配置极点和零点，可以灵活地控制滤波器的频率响应特性。这种方法特别适合需要快速原型设计的场景。

在实际应用中，通常需要根据信号特性和系统要求组合使用这些滤波器。例如，可以先使用IIR滤波器去除基线漂移，再用FIR滤波器抑制工频干扰，最后通过整系数滤波器进行优化处理。每种滤波器的参数都需要仔细调整，以在噪声抑制和信号保真之间取得平衡。