基于MATLAB的多滤波器心电信号噪声仿真与频谱分析系统

资 源 简 介

本项目实现心电信号的噪声仿真与滤波分析，支持从标准数据库读取原始数据，预处理消除基础噪声后叠加高频/中频噪声，并提供巴特沃斯、切比雪夫、卡尔曼等多种滤波器进行信号恢复与频谱分析。

详 情 说 明

基于多滤波器的心电信号噪声仿真与频谱分析系统

项目介绍

本项目是一个用于心电信号噪声仿真与频谱分析的综合系统。系统能够从标准心电数据库读取原始数据，通过预处理消除基础噪声，生成并叠加高频和中频噪声，利用多种数字滤波器进行去噪处理，并实时展示时域波形和频域分析结果。该系统为心电信号处理算法的研究和比较提供了完整的实验平台。

功能特性

• 数据读取：支持从标准心电信号数据库导入包含时间序列和电压值的原始数据
• 信号预处理：对原始心电信号进行基础滤波，消除固有噪声干扰
• 噪声仿真：可自定义参数生成高频和中频噪声，并按指定信噪比叠加到纯净信号
• 多滤波器设计：实现了巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、卡尔曼滤波器等多种滤波算法
• 实时可视化：同步显示原始信号、纯净信号、加噪信号和滤波后信号的时域波形
• 频谱分析：基于FFT技术绘制各阶段信号的频谱分析图，直观展示频域特性
• 性能评估：提供多种定量指标（信噪比改善程度、均方误差等）对比不同滤波器的去噪效果

使用方法

1. 准备输入数据：将标准心电信号数据表放置在指定目录下，确保包含时间序列和电压值两列数据
2. 参数配置：设置噪声参数（信噪比、噪声频率范围）和滤波器参数（截止频率、滤波器阶数等）
3. 运行系统：执行主程序，系统将自动完成信号读取、预处理、加噪、滤波和分析全过程
4. 结果查看：系统将生成四组时域信号图和对应的频谱分析图，同时输出不同滤波器的性能对比结果
5. 效果评估：查看系统提供的定量评估指标，分析各滤波器的去噪性能优劣

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 至少4GB内存
• 支持图形显示界面

文件说明

主程序文件整合了系统的全部核心功能，包括心电数据的读取与解析、原始信号的预处理滤波、自定义噪声的生成与叠加、多种滤波算法的实现与调用、时域波形与频谱分析图的同步绘制，以及不同滤波器去噪效果的定量对比分析。该文件作为系统的总控单元，协调各功能模块有序执行，并负责最终结果的综合展示。